Question

10．已知豌豆的高茎对矮茎为显性，由5号染色体上一对等位基因（D，d）控制，将某纯合高茎植株A经X射线照射后再与矮茎植株杂交，发现子代有高茎植株765株，矮茎植株2株（矮茎 植株 B）．为研究矮茎植株B出现的原因，让矮茎植株B与正常纯合的高茎植株C杂交得 F₁，F₁自交得F₂．请回答：
（1）假设一：X射线照射导致高茎植株A发生了基因突变．若此假设成立，则F₁的基因型为Dd； F₂中高茎植株与矮茎植株的比例为3：1．
（2）假设二：X射线照射导致高茎植株A的5号染色体部分断裂，使含有基因D的片段缺失（注：一条染色体部分片段缺失的个体能生存，两条同源染色体皆有相同部分片段缺失的个体死亡）．若此假设成立，则F₁的基因型有2种，F₁的表现型为全部为高株；子一代自交得到的F₂中高茎植株与矮茎植株的比例为6：1．
（3）为验证假设二是否正确．最好选择矮茎植株B（高茎植株A/矮茎植株B/高茎植株C）的根尖制成装片，在显微镜下观察有丝分裂中期（填分裂方式及分裂时期）的5号染色体形态．

Answer 1

分析 已知豌豆的高茎对矮茎为显性．且亲本纯合高茎植株A的基因型为DD，矮茎植株的基因型为dd．杂交后，发现子代有高茎植株765株，矮茎植株2株（矮茎植株B）．矮茎植株B可能是基因突变产生的，也可能是染色体变异后产生的，答题的关键是扣住基因突变和染色体变异的区别．

解答 解：（1）假设一是基因突变，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换等，其实质是基因结构的改变．高茎植株A变异后与矮茎植株（dd）杂交，后代有矮茎植株出现，说明高茎植株A的基因型为Dd，矮茎植株的基因型为dd．矮茎植株B（dd）与正常纯合的高茎植株C（DD）杂交，F₁的基因型为Dd；F₁自交得到F₂，F₂中高茎植株与矮茎植株的比例为3：1．
（2）假设二是染色体变异，即高茎植株A的一条染色体缺失含有基因H的片段，因此其能产生2种配子，一种配子含有基因d，另一种配子5号染色体断裂缺失含D的片段．矮茎植株B（dd）与正常纯合的高茎植株C（DD）杂交，F₁有两种基因型（比例相等）：Dd和D-，均表现为高株；Dd自交得到的F₂有：DD：Dd：dd=1：2：1，高株$\frac{3}{4}$，矮珠$\frac{1}{4}$．D-自交，由于两条染色体缺失相同的片段的个体死亡，所以F₂中DD：D-=1：2，全为高株．故F₂中高株所占比例应$\frac{6}{7}$，矮珠所占比例应$\frac{1}{7}$．所以高株：矮珠=6：1
（3）基因突变是点突变，在显微镜下无法观察到，而染色体变异可在显微镜下观察到，所以假设二可以通过细胞学的方法来验证，即在显微镜下观察矮茎植株B细胞有丝分裂或减数分裂过程中的染色体．如果观察减数分裂时的细胞，可以观察联会的5号染色体是否相同；如果观察有丝分裂时的细胞，应选择中期的细胞进行观察，因为此时染色体的形态和数目最清晰，然后可以通过染色体组型分析比较5号染色体是否相同．
故答案为：
（1）Dd        3：1
（2）2        全部为高株       6：1
（3）矮茎植株B       有丝分裂中期

点评 本题考查基因分离规律、基因突变和染色体变异的应用，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；能理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界中的一些生物学问题的能力．