Question

3．如圖是某一年生自花傳粉植物（2n=10）的某些基因在親本染色體上的排列情況．該種植物的高度由三對等位基因B、b，F、f，G、g共同決定，顯性基因具有增高效應，且增高效應都相同，還可以累加，即顯性基因的個數與植株高度呈正相關．已知母本高60cm，父本高30cm．據此分析回答：
（1）圖示細胞正處于減數第一次分裂時期，該時期此細胞核DNA分子有20個．
（2）F₁的高度是45cm，F₁測交后代中高度為40cm的植株出現的比例為$\frac{3}{8}$．
（3）多次實驗結果表明，E基因存在顯性純合致死現象．如果讓F₁自交，得到的F₂中雜合子Ee所占比例為$\frac{2}{7}$．
（4）該種植物葉緣鋸齒尖銳與光滑由兩對等位基因控制，且只有基因都為隱性時才表現為葉緣光滑．已知其中一對是位于1、2號染色體上的D、d，請設計實驗探究另一對等位基因A、a是否也位于1、2號染色體上（不考慮交叉互換）．
第一步：選擇圖中的父本aadd和母本AADD雜交得到F₁種子；
第二步：種植F₁種子，待植株成熟讓其自交，得到F₂種子．
第三步：種植F₂種子，待其長出葉片后，觀察統(tǒng)計葉片表現型及其比例．
結果與結論：
①若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近于15：1，說明另一對等位基因A、a不位于1、2號染色體上．，說明另一對等位基因A、a不位于1、2號染色體上．
②若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近于3：1，說明另一對等位基因A、a也位于1、2號染色體上．，說明另一對等位基因A、a也位于1、2號染色體上．

Answer 1

分析 1、分析題圖可知，圖中母本和父本的同源染色體發(fā)生聯會，形成四分體，因此是減數第一次分裂前期，由于減數第一次分裂間期發(fā)生染色體復制，一條染色體上含有2個DNA分子，因此此時細胞中的DNA分子是20個；由題意知，母本高60cm，父本高30cm，且高度與顯性基因個數呈正相關，所以每個顯性基因使高度增加（60-30）÷6=5cm．
2、基因自由組合定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子的過程中，位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合．

解答 解：（1）由分析可知，圖示細胞處于減數第一次分裂前期；此時細胞中含有20個DNA分子．
（2）由題圖可知，對于株高來說，母本基因型是BBGGFF，父本基因型是bbggff，子一代的基因型是BbFfGg，株高是30+3×5=45cm；F₁測交后代Bb：bb=1：1、Ff：ff=1：1、Gg：gg=1：1，測交后代中高度為40cm的植株含有兩個顯性基因，基因型是BbFfgg、bbFfGg、BbffGg，各占$\frac{1}{8}$，共占$\frac{3}{8}$．
（3）考慮E、e基因，母本基因型是Ee，父本基因型是ee，子一代的基因型是Ee：ee=1：1，如果讓F₁自交，ee個體自交后代都是ee，Ee自交后代的基因型是EE：Ee：ee=1：2：1，其中EE個體死亡，假定ee產生4個個體，Ee產生4個個體，其中EE捕獲，因此F₂中雜合子Ee所占比例為$\frac{2}{7}$．
（4）該實驗是驗證兩對等位基因是否位于一對同源染色體上，
如果位于2對同源染色體上，則遵循自由組合定律，如果位于一對同源染色體上，遵循連鎖定律，因此實驗步驟如下：
第一步：選擇圖中的父本aadd和母本AADD雜交得到F₁種子；
第二步：種植F₁種子，待植株成熟讓其自交，得到F₂種子；
第三步：種植F₂種子，待其長出葉片后，觀察統(tǒng)計葉片表現型及其比例．
結果與結論：
①另一對等位基因A、a不位于1、2號染色體上，則遵循自由組合定律，子二代的基因型及比例是A_D_：A_dd：aaD_：aadd=9：3：3：1，其中aabb表現為光滑葉緣，其他都表現為鋸齒尖銳葉緣．
②如果另一對等位基因A、a也位于1、2號染色體上，則不遵循自由組合定律，子一代的基因型是AaDd，只產生AD和ad兩種配子，比例是1：1，子二代的基因型是AADD：AaDd：aadd=1：2：1，其中aabb表現為光滑葉緣，其他表現為鋸齒尖銳葉緣．
故答案為：
（1）減數第一次   20
（2）45     $\frac{3}{8}$
（3）$\frac{2}{7}$
（4）第二步：種植F₁種子，待植株成熟讓其自交，得到F₂種子
第三步：種植F₂種子，待其長出葉片后，觀察統(tǒng)計葉片表現型及其比例．
結果與結論：
①若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近于15：1，說明另一對等位基因A、a不位于1、2號染色體上．
②若F₂植株的葉緣鋸齒尖銳與光滑的比例接近于3：1，說明另一對等位基因A、a也位于1、2號染色體上．

點評 本題的知識點是基因自由組合定律的實質和應用，減數分裂過程中染色體的行為變化，旨在考查學生理解所學知識的要點，把握知識的內在聯系，形成知識網絡，應用相關知識結合題干信息解答問題，學會應用演繹推理的方法，設計、完善實遺傳驗、預期實驗結果、獲取結論．