Question

17．球茎紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉；天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉．紫堇的花色（紫色AA、黄色Aa、白色aa）与花梗长度（长梗对短梗为显性，基因用“B、b”表示）两对性状独立遗传．现将相等数量的紫花短梗（AAbb）和黄花长梗（AaBB）两个品种的球茎紫堇间行种植，请回答：
（1）若开花期连续阴雨，黄花长梗（AaBB）植物上收获种子纯合子的基因型为3，所控制对应性状的表现型为紫花长梗、黄花长梗、白花长梗．若开花期内短暂阴雨后，天气晴朗，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型有3种．
（2）研究发现，基因型aaBB个体因缺乏某种酶而表现白花性状，则说明基因A控制性状的方式是通过控制酶的合成控制代谢过程．如果基因a与A的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是：编码的氨基酸种类改变，或者是翻译终止（或肽链合成终止）．
（3）紫堇花瓣的单瓣与重瓣是由一对等位基因（E、e）控制的相对性状．自然界中紫堇大多为单瓣花，偶见重瓣花．人们发现所有的重瓣紫堇都不育（雌、雄蕊发育不完善），某些单瓣植株自交后代F₁总是产生大约50%的重瓣花．
①根据实验结果可知，紫蔓的重瓣花为隐性性状．
②研究发现，造成上述实验现象的根本原因是等位基因（E、e）所在染色体发生部分缺失，染色体缺失的花粉致死．如图为单瓣紫堇花粉母细胞中等位基因（E、e）所在染色体联会示意图，请在染色体上标出相应基因．

③为探究“染色体缺失的花粉致死”这一结论的真实性，某研究小组设计了以下实验方案：
F₁单瓣紫堇→花药$\stackrel{Ⅰ}{→}$单体幼苗$\stackrel{Ⅱ}{→}$F₂紫堇
图示方案获得F₂的育种方式称为单倍体育种．该过程需要经过Ⅰ花药离体培养Ⅱ秋水仙素诱导诱导后得到F₂，最后观察并统计F₂的花瓣性状表现．
预期结果和结论：若F₂花瓣只有重瓣花，则上述结论是真实的．

Answer 1

分析 根据题干信息“球茎紫堇的有性生殖为兼性自花授粉，即开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉；天气晴朗，还可借助蜜蜂等昆虫进行传粉”答题．

解答 解：（1）开花期连续阴雨，黄花长梗（AaBB）植物只进行自花、闭花授粉即自交，则后代基因型为AABB、AaBB、aaBB共三种，其性状分别为紫花长梗、黄花长梗、白花长梗．由“开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉，天气晴朗，可借助蜜蜂等昆虫进行传粉”可知“开花期内短暂阴雨后，天气晴朗”时紫花短梗植株（AAbb）既存在自交又存在与黄花长梗（AaBB）杂交，自交后代基因型为AAbb，杂交后代基因型为AaBb、AABb，则紫花短梗植株上所收获种子的基因型为AAbb、AaBb、AABb．
（2）基因对性状的控制有两条途径：①是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；②是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状．由“基因型aaBB个体因缺乏某种酶而表现白花性状”可知基因A控制性状的方式是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状．由“基因a与A的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同”可知翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是编码的氨基酸种类改变或者翻译终止．
（3）①根据“单瓣植株自交后代总是产生大约50%的重瓣花”知单瓣花为显性性状，重瓣花为隐性性状．
②造成上述实验现象的根本原因是等位基因（E、e）所在染色体发生部分缺失，而染色体缺失的花粉致死所致，则相应基因在染色体上的位置如图：
．
③该图示的育种方法为单倍体育种，该过程需要经过花药离体培养和秋水仙素处理．若上述结论是真实的，则F₂花瓣只有重瓣花；若上述结论是不存在的，则F₂花瓣有单花瓣和重花瓣．
故答案为：
（1）3 紫花长梗、黄花长梗、白花长梗 3
（2）通过控制酶的合成控制代谢过程 种类改变
（3）①隐性
②如图

③单倍体育种 花药离体培养 秋水仙素诱导

点评 本题考查基因自由组合定律的实质及应用、基因对性状的控制等知识，要求考生识记基因控制性状的途径；掌握基因自由组合定律的实质，能结合题干中关键信息“开花期遇到持续降雨，只进行自花、闭花授粉；天气晴朗，还可借助蜜蜂等昆虫进行传粉”准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查．