Question

【题目】荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该性状的遗传涉及两对等位基因，分别是A、a和B、b表示。为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验（如图）。

（1）图中亲本基因型为_________。根据F2表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循_______。F1测交后代的表现型及比例为_______________________。另选两种基因型的亲本杂交，F1和F2的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为_______________。

（2）图中F2三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为F2三角形果实荠菜中的比例_________；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是___________。

（3）荠菜果实形状的相关基因a，b分别由基因A、B突变形成，基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有_______________的特点。自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率______ ，导致生物进化。

（4）现有3包基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分。根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的基因型。有已知性状（三角形果实和卵形果实）的荠菜种子可供选用。

实验步骤：

①___________________：

②___________________；

③___________________。

结果预测：

Ⅰ如果______________________ 则包内种子基因型为AABB；

Ⅱ如果_______________________则包内种子基因型为AaBB；

Ⅲ如果________________________ 则包内种子基因型为aaBB

Answer 1

【答案】AABB和aabb 基因的自由组合定律 三角形果实：卵圆形果实=3:1 AAbb 和aaBB 7/15 AaBb、aaBb和Aabb 不定向性（或：多方向性） 定向改变 用三包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子（用三包种子长成的植株分别于卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F1种子） F1种子长成的植株自交，得F2种子（F1种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F2种子） F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例（F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例） F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15: 1（F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3: 1） F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为27: 5（F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为5:3） F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3: 1（F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为1: 1）

【解析】

本题考查基因的自由组合规律，解题的关键是本题中的F2的301三角形果实和20卵圆形果实，符合比例为15：1，找到这个突破口，逆向思维从而推出亲本F1的基因型AaBb，亲本的基因型也会迎刃而解。

（1）由F2的性状分离比为301：20≈15：1，是9:3:3:1的变式，可以推知果实形状是由两对非同源染色体上的非等位基因控制的，遵循基因的自由组合定律。F2中A-B-9；A-bb3；aaB-3共计15/16，且占1/16的肯定是双隐性的aabb个体，故卵圆形的基因型为aabb，由15：1这个比例还可推知F1肯定是双杂合体AaBb，所以亲本基因型为AABB和aabb。F1（AaBb）与aabb测交后代的基因型有四种AaBb、Aabb、aaBb、aabb，其中双隐性为卵圆形aabb的占1/4，其他3份的表现型都是三角形。故F1测交后代的表现型及比例为三角形果实：卵圆形果实=3:1。另选两种基因型的亲本杂交，所选的亲本杂交子代F1也应为双杂合体AaBb，否则F2不会出现15：1，所以双亲的基因型为AAbb和aaBB，都是三角形的。

（2）F2三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体的基因型特点是不同时具有a和b的个体自交的子代都是三角形的，有以下基因型：AABB1/16、AABb1/8、AaBB1/8、aaBB1/16、AAbb1/16，它们总共占总数的7/16，但是占15份三角形中的7份即7/15。个体自交后发生性状分离，也就是自交后代会出现三角形和卵圆形，这样的个体基因型应同时具有a和b，即AaBb、Aabb和aaBb。

（3）荠菜果实形状的相关基因a，b分别由基因A、B突变形成，基因A、B也可以突变成其他多种形式的等位基因，这体现了基因突变具有不定向性的特点。自然选择可积累适应环境的突变，使种群的基因频率定向改变，导致生物进化。

（4）基因型分别为AABB、AaBB和aaBB的三角形个体与基因型为aabb的卵圆形个体杂交获得F1，F1自交的F2代的表现型情况是有所不同的，据此进行实验设计。

实验步骤：①用3包种子长成植株分别与卵圆形果实种子长成植株杂交，得F1种子；

②F1种子长成的植株自交，得到F2种子；

③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例。

若包内种子基因型为AABB，与卵圆形即aabb杂交结果即F1为AaBb，F1种子长成的植株（基因型为AaBb）自交得F2种子，F2种子长成植株后，F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15：1。若包内种子基因型为AaBB，与卵圆形即aabb杂交结果有：AaBb和aaBb，两者各占一半，F1种子长成的植株自交得F2种子，F2种子长成植株后，F2卵圆形果实植株为1/2×1/16+1/2×1/4=5/32，所以F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为27: 5。若包内种子基因型为aaBB，与卵圆形即aabb杂交结果即F1为aaBb，F1种子长成的植株（基因型为aaBb）自交得F2种子，F2种子长成植株后，F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3：1。故结果预测及结论为：

Ⅰ.如果F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为15∶1，则包内种子基因型为AABB；

Ⅱ.如果F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为27∶5，则包内种子基因型为AaBB；

Ⅲ.如果F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1，则包内种子基因型为aaBB。

当然也可用测交的方案进行实验设计。

实验步骤：①用3包种子长成植株分别与卵圆形果实种子长成植株杂交，得F1种子；

②F1种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得到F2种子；

③F2种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例。

若包内种子基因型为AABB，与卵圆形即aabb杂交结果即F1为AaBb，F1种子长成的植株（基因型为AaBb）与卵圆形果实种子（基因型为aabb）长成的植株杂交得F2种子，F2种子长成植株后，F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3：1。若包内种子基因型为AaBB，与卵圆形即aabb杂交结果有：AaBb和aaBb，两者各占一半，F1种子长成的植株与卵圆形果实种子（基因型为aabb）长成的植株杂交得F2种子，F2种子长成植株后，F2卵圆形果实植株为1/2×1/4+1/2×1/2=3/8，所以F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为5:3。若包内种子基因型为aaBB，与卵圆形即aabb杂交结果即F1为aaBb，F1种子长成的植株（基因型为aaBb）与卵圆形果实种子（基因型为aabb）长成的植株杂交得F2种子，F2种子长成植株后，F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为1：1。故结果预测及结论为：

Ⅰ.如果F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为3∶1，则包内种子基因型为AABB；

Ⅱ.如果F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为5∶3，则包内种子基因型为AaBB；

Ⅲ.如果F2三角形与卵圆形果实植株的比例约为1∶1，则包内种子基因型为aaBB。