Question

12．在一個相對封閉的孤島上生存著大量女婁菜植株（2N=24），其性別決定方式為XY型．女婁菜正常植株呈綠色，部分植株呈金黃色且僅存在于雄株中（控制相對性狀的基因為B、b），如表是三組雜交實驗及結(jié)果．

實驗組別	母本	父本	子一代表現(xiàn)型及比例
Ⅰ	綠色	金黃色	全為綠色雄株
Ⅱ	綠色	金黃色	綠色雄株：金黃色雄株=1：1
Ⅲ	綠色	綠色	綠色雌株：綠色雄株：金黃色雄株=2：1：1

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，推測該島上沒有金黃色雌株的原因是含X^b的雄配子致死．
（2）請寫出第Ⅲ組子一代中“綠色雌株”的基因型X^BX^B和X^BX^b．若第Ⅲ組的子一代植株隨機(jī)交配，則子二代中B基因的頻率為$\frac{13}{16}$．
（3）女婁菜控制植株高莖（A）和矮莖（a）的基因位于常染色體上．現(xiàn)將矮莖綠葉雌株（甲）和高莖綠葉雄株（乙）雜交，F(xiàn)₁的表現(xiàn)型及比例為高莖綠葉雌株：高莖綠葉雄株：高莖金黃色雄株=2：1：1．若把F₁中的高莖綠葉雌株和F₁中的高莖金黃色雄株進(jìn)行雜交，則F₂中矮莖金黃色植株所占的比例為$\frac{1}{16}$．
（4）重復(fù)題（3）中甲×乙雜交實驗1000次，在F₁中偶然收獲到了一株矮莖綠葉雄株（丙）．科研人員通過對丙植株相關(guān)細(xì)胞有絲分裂中期染色體數(shù)目和基因組成的檢測，對此異常結(jié)果進(jìn)行了以下分析．請將分析結(jié)果填入如表：

丙植株有絲分裂中期染色體數(shù)目	丙植株有絲分裂 中期細(xì)胞基因組成	乙植株花粉異常現(xiàn)象
24	aaBB	常染色體丟失了基因A所在的片段
23	aaBB	缺少基因A所在的染色體
24	aaaaBB	基因A突變?yōu)榛�因a

Answer 1

分析 1、分析表格信息可知，雜交Ⅲ：綠色雌株與綠色雄株交配，子代中發(fā)生性狀分離，既有綠色植株、也有金黃色植株，說明綠色對金黃色是顯性性狀；且金黃色植株指存在于雄株中，雌株沒有金黃色，因此控制綠色和金黃色的基因位于X染色體上，親本基因型是X^BX^b、X^BY；雜交Ⅰ中，綠色雌株與金黃色雄株（X^bY）雜交，子代都是雄株，沒有雌株，說明X^b雄配子致死，子代雄株都是綠色，說明雌株只產(chǎn)生X^B的配子，親本基因型是X^BX^B、X^bY；雜交Ⅱ：綠色雌株與金黃色雄株雜交，后代是綠色雄株：金黃色雄株=1：1，說明親本基因型是X^BX^b、X^bY．
2、解答（2）子二代中B基因的頻率時，可以根據(jù)子一代的基因型，寫出雌雄個體產(chǎn)生的可育配子的基因型及比例，用雌雄配子結(jié)合法寫出子二代的基因型及比例關(guān)系，并進(jìn)行基因頻率的計算．
3、由題意知，A（a）位于常染色體上，因此A（a）和B（b）遵循自由組合定律，矮莖綠葉雌株（甲）和高莖綠葉雄株（乙）雜交，F(xiàn)₁的表現(xiàn)型及比例為高莖綠葉雌株：高莖綠葉雄株：高莖金黃色雄株=2：1：1，因此親本基因型是aaX^BX^b、AAX^BY，子一代的基因型是AaX^BX^B、AaX^BX^b、AaX^BY、AaX^bY．
4、細(xì)胞有絲分裂過程中，中期染色體形態(tài)數(shù)目穩(wěn)定，是觀察染色體的最佳時期；由于有絲分裂中期一條染色體上含有2條染色單體、2個DNA分子，因此與正常細(xì)胞相比，此時細(xì)胞中基因數(shù)量加倍；基因突變不改變體細(xì)胞中染色體數(shù)目和基因的數(shù)量；染色體片段缺失，體細(xì)胞中染色體數(shù)目不變，該片段上的基因缺失而使基因數(shù)目減少；染色體整條缺失，會使染色體數(shù)和基因數(shù)目都減少．

解答 解：（1）如果存在金黃色雌株，基因型為X^bX^b，其中一個X^b來自卵細(xì)胞，一個來自精子，由分析可知，由于X^b雄配子致死，因此該島上沒有金黃色雌株．
（2）由分析可知，雜交Ⅲ親本基因型是X^BX^b、X^BY，子一代的基因型為X^BX^B：X^BX^b：X^BY：X^bY=1：1：1：1，其中X^BX^B、X^BX^b是雌株，X^BY、X^bY是雄株；子一代雌株產(chǎn)生的配子的基因型及比例是X^B：X^b=
3：1，雄株產(chǎn)生的配子的基因型及比例是X^B：X^b：Y=1：1：2，其中X^b致死，可育雄配子的基因型及比例是X^B：Y=1：2，第Ⅲ組的子一代植株隨機(jī)交配，后代的基因型及比例是X^BX^B：X^BX^b：X^BY：X^bY=3：1：6：2，則子二代中B基因的頻率為（3×2+1+6）÷（3×2+1×2+6+2）=$\frac{13}{16}$．
（3）由分析可知，子一代中，高莖綠葉雌株的基因型是AaX^BX^B、AaX^BX^b，高莖金黃色雄株的基因型是AaX^bY，高莖綠葉雌株和F₁中的高莖金黃色雄株進(jìn)行雜交，矮莖的比例是aa=$\frac{1}{4}$，由于X^b雄配子致死，因此后代中金黃色植株的比例是X^bY=$\frac{1}{4}$，矮莖、金黃色植株的比例是$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}=\frac{1}{16}$．
（4）由題意知，該矮莖綠葉雄株，如果是基因突變引起的，該雄株的基因型是aaX^BY，有絲分裂中期，一條染色體上含有兩個染色單體，兩個基因，因此基因型是aaaaBB；如果是丟失A所在的染色體片段，細(xì)胞中染色體數(shù)目不變，該植株的基因型是aX^BY，有絲分裂中期基因型是aaBB；如果是A所在的染色體整條缺失，則該植株的體細(xì)胞中的染色體是23條，有絲分裂中期基因型是aaBB．
故答案為：
（1）含X^b的雄配子致死
（2）X^BX^B和X^BX^b        $\frac{13}{16}$
（3）$\frac{1}{16}$
（4）aaBB    aaaaBB

點評 本題的知識點是性別決定和伴性遺傳，基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)，基因突變、染色體結(jié)構(gòu)變異和染色體數(shù)目變異，有絲分裂過程中染色體的行為變化，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，并學(xué)會應(yīng)用相關(guān)知識解釋性別偏離現(xiàn)象，應(yīng)用分離定律問題解決自由組合問題．