Question

12．叶片卷曲是水稻正常叶片的突变性状，水稻叶片的适度卷曲能保持叶片直立，有利于水稻产量的提高．在水稻中存在一种卷叶突变体（记为突变体L），研究者用X射线辐射水稻培育出另一种卷叶突变体（记为突变体Y）．研究者用这两种突变体水稻进行了相关实验（以下实验不考虑交叉互换和基因突变），请回答下列问题：
（1）为研究卷叶与正常叶的遗传规律，独立进行两组杂交实验，分别将突变体L和Y与正常水稻进行杂交得F₁，观察F₁的表现型，让F₁自交，分析F₂的表现型及比例．
（2）若两组杂交实验结果为：F₁均为正常植株，F₂中卷叶植株均占$\frac{1}{4}$．说明隐形性状是卷叶．让其中任意一组实验中F₂的正常植株随机传粉，则其子代突变体植株理论上占$\frac{1}{9}$．
（3）为研究两种突变体是否为同一种基因突变所致：将纯合突变体L与纯合突变体Y进行杂交，其子代全为正常植株，说明这两种突变体不是（是/不是）同一种基因突变所致．
（4）让（3）问中所得到的正常植株自交，如果子代的表现型和比例是正常植株：突变体=9：7，则说明两对等位基因位于两对同源染色体上．

Answer 1

分析 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合．

解答 解：（1）将突变体L和Y与正常水稻进行杂交得F₁，观察F₁的表现型，让F₁自交，分析F₂的表现型及比例关系可以研究卷叶与正常叶的遗传规律．
（2）若两组杂交实验结果为：F₁均为正常植株，F₂中卷叶植株均占$\frac{1}{4}$，说明正常叶对卷叶是显性性状，且是一对等位基因突变引起的，由于突变体是隐性性状，因此子一代自交得到子二代，理论上正常叶纯合子与杂合子之比是1：2，随机授粉相当于自由交配，后代突变体的比例是$\frac{2}{3}×\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{9}$．
（3）如果两种突变体是由于同一种基因突变所致，纯合突变体L与纯合突变体Y进行杂交，子代全是突变体，如果是由不同基因突变所致，则子代全部是正常植株．
（4）两种突变体是由不同基因突变形成的，则纯合突变体L、Y的基因型可以表示为AAbb、aaBB，杂交子一代的基因型是AaBb，表现为正常叶片，如果两对等位基因分别位于2对同源染色体上，则遵循自由组合定律，子一代自交后代的表现型及比例是A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1，其中A_B_正常叶，A_bb、aaB_、aabb突变体，比例是9：7．
故答案为：
（1）表现型及比例
（2）卷叶    $\frac{1}{9}$
（3）不是
（4）正常植株：突变体=9：7

点评 本题旨在考查学生理解分离定律和自由组合定律的实质，学会分析题干获取信息，并根据子代的表现型及比例关系推测性状的显隐性关系、亲本基因型及所遵循的遗传规律．