Question

【题目】某XY决定型植物的胚有白色、红色和橙色三种，A/a控制红色的番茄红素的合成，B/b控制橙色的胡萝卜素的合成，其中番茄红素是胡萝卜素的前体。现有某一株系出现以下杂交结果。回答下列问题：

杂交 编号	母本植株数目 （表现型）	父本植株数目 （表现型）	F1植株数目（表现型/性别）
Ⅰ	1（红色）	1（白色）	29 31 32 30 (橙色♀)(白色♀)(红色♂)(白色♂)
Ⅱ	1（橙色）	1（橙色）	31 28 15 17 29 (橙色♀)(白色♀)(橙色♂)(红色♂)(白色♂)

（1）已知a基因比A基因多了三对碱基，这种变异属于________________。 这种变异与染色体片段缺失都具有有害性、稀有性和________________性的特征。

（2）A/a基因位于________________染色体上，其中基因________________控制番茄红素的合成。

（3）组合Ⅰ亲本的基因型是________________、________________。组合Ⅱ子代比例的形成是________________致死导致的。

（4）为培育富含胡萝卜素的转基因作物，科研人员将上述基因导入某农作物植株。已知上述基因能1次或多次插入并整合到该农作物植株的受体细胞染色体上。结果发现该转基因作物某植株自交后代中出现橙色∶白色=15∶1的现象，有人对此提出了两种不同的解释：一是上述两个基因插入了同一条染色体，即记作________________________________；二是上述基因在不同的染色体上，即记作________________________________（说明：可用数字编号代表染色体，在数字编号右上角写字母代表基因，如1AB1代表一对1号染色体，其中一条上同时插入了A和B基因。且不论是谁控制番茄红素的合成，因为该作物原本没有上述基因，在这里都可记作A。B/b同理。不考虑交叉互换。）

Answer 1

【答案】基因突变 多方向 常 A AaXbXb aaXBY A花粉（A 精子） 1AB1 2AB2 1B1B 2A2 3A3

【解析】

分析题文描述和表中信息：无论是组合Ⅰ还是组合Ⅱ，F1的表现型的性状分离比在雌雄个体中均存在差异，说明有一对基因位于常染色体上，另一对基因位于X染色体上。在组合Ⅰ中，胚红色的母本与胚白色的父本杂交，F1的表现型及其比例为橙色♀∶白色♀∶红色♂∶白色♂≈1∶1∶1∶1，说明A控制红色的番茄红素的合成，B控制橙色的胡萝卜素的合成，而且前体物质（白色）→番茄红素（红色）→胡萝卜素（橙色）。假设A/a位于常染色体上，B/b位于X染色体上，则组合Ⅰ亲本的基因型分别为AaXbXb与aaXBY，F1的表现型及其比例为橙色♀（AaXBXb）∶白色♀（aaXBXb）∶红色♂（AaXbY）∶白色♂（aaXbY）＝1∶1∶1∶1，与表中信息相符，说明假设成立。

(1) 基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失而引起的基因结构的改变。可见，a基因比A基因多了三对碱基，这种变异属于基因突变。 基因突变具有有害性、稀有性和多方向性的特征。

(2) 组合Ⅰ中的胚红色的母本与胚白色的父本杂交，F1的表现型及其比例为橙色♀∶白色♀∶红色♂∶白色♂≈1∶1∶1∶1，说明A/a与B/b这两对基因中仅有一对位于X染色体上，而且A控制番茄红素的合成，B控制胡萝卜素的合成。假设A/a位于常染色体上，B/b位于X染色体上，则组合Ⅰ亲本的基因型分别为AaXbXb与aaXBY，F1的表现型及其比例为橙色♀（AaXBXb）∶白色♀（aaXBXb）∶红色♂（AaXbY）∶白色♂（aaXbY）＝1∶1∶1∶1，与表中信息相符，说明假设成立。综上分析，亲本的A/a基因位于常染色体上，其中基因A控制番茄红素的合成。

(3) 结合对(2)的分析可知：组合I亲本的基因型是AaXbXb、aaXBY。组合Ⅱ亲本的基因型是AaXBXb、AaXBY，理论上组合Ⅱ子代的表现型及其比例为橙色♀（A_XBXB＋A_XBXb）∶白色♀（aaXBXB＋aaXBXb）∶橙色♂（A_XBY）∶红色♂（A_XbY）∶白色♂（aaXBY＋aaXbY）＝6∶2∶3∶3∶2，但实际上为橙色♀∶白色♀∶橙色♂∶红色♂∶白色♂≈2∶2∶1∶1∶2。由此推知：子代比例的形成是A花粉（A 精子）致死导致的。

(4)该转基因作物某植株自交后代中，橙色∶白色=15∶1，可以看作是 9∶3∶3∶1的变式，相当于两对同源染色体上的非等位基因自由组合所致。据此结合题意可推知：如果上述两个基因插入了同一条染色体，可以记作1AB1 2AB2；如果上述基因在不同的染色体上，即记作1B1B 2A2 3A3。