Question

玉米叶片叶绿素的合成受其7号染色体上一对等位基因（A、a）的控制，同时也受光照的影响．在玉米植株中，体细胞含2个A的植株叶片呈深绿色，含一个A的植株叶片呈浅绿色：体细胞没有A的植株叶片呈黄色，会在幼苗期后死亡．
（1）在正常光照下，AA植株叶片呈深绿色，而在遮光条件下却呈黄色，从基因与性状的关系角度分析其原因是

 

；
（2）在浅绿色植株体内某些正常细胞中含有两个A基因，原因是

 

，有一批浅绿色植株（P），如果让它们相互授粉得到R，F₁植株随机交配得到F₂，…逐代随机交配得到F_n，那么在F_n代成熟植株中a基因频率为

 

（用繁殖代数n的表达式表示）．
（3）现有一浅绿色突变体成熟植株甲，其中细胞（如图）中一条7号染色体的片段m发生缺失，记为q；另一条正常的7号染色体记为p．片段m缺失的花粉会失去受精活力，且胚囊中卵细胞若无A或a基因则不能完成受精作用．有人推测植株甲的A或a基因不会在片段m上，你认为他的推测正确吗？请做出判断并说明理由：

 

，为了进一步确定植株甲的基因A、a在染色体p、q上的分布，现将植株甲进行自交得到F₁，待F₁长成成熟植株后，观察并统计F₁表现型及比例．
请预测结果并得出结论：
Ⅰ．若F₁全为浅绿色植株，则

 

．
Ⅱ．若F₁

 

，则植株甲体细胞中基因A位于p上，基因a位于q上．

Answer 1

考点：基因的分离规律的实质及应用,基因、蛋白质与性状的关系,染色体结构变异的基本类型

专题：

分析：基因控制生物的性状，但同时又受环境的影响，即表现型=基因型+环境因素．
染色体变异是指染色体结构和数目的改变．染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型．染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少．

解答： 解：（1）根据题意分析可知：AA植株叶片在正常光照下呈深绿色，而在遮光条件下却呈黄色，说明光照的有无会影响与叶绿体代谢有关酶的基因的表达，进而影响叶片颜色．
（2）在浅绿色植株体的体细胞基因型为Aa，当有些细胞正在进行细胞分裂，基因已完成了复制但未平分到两个子细胞中时，这些正常细胞中会含有两个A基因．有一批浅绿色植株（Aa），如果让它们相互授粉得到AA、Aa、aa，由于体细胞没有A的植株叶片呈黄色，会在幼苗期后死亡．所以熟植株中只有AA、Aa，比例为1：2，a基因频率为

1

3

=

1

1+2

．F₁植株随机交配得到F₂，其中AA占

4

9

、Aa占

4

9

、aa占

1

9

，成熟植株中a基因频率为

1

4

=

1

2+2

．同理可推出：在F_n代成熟植株中a基因频率为

1

n+2

．
（3）浅绿色突变体成熟植株甲的体细胞基因型为Aa，如果基因A或a在缺失片段m上，则q染色体上没有基因A、a，又因为含有这样的q染色体的花粉或卵细胞都不能完成受精作用，则植株甲不能产生．因此，植株甲的A或a基因不会在片段m上．
将植株甲进行自交得到F₁，待F₁长成成熟植株后，观察并统计F₁表现型及比例．若F₁全为浅绿色植株，则植株甲体细胞中基因A位于q上，基因a位于p上；若F₁深绿色植株：浅绿色植株=1：1，则植株甲体细胞中基因A位于p上，基因a位于q上．
故答案为：
（1）光照的有无会影响与叶绿体代谢有关酶的基因的表达，进而影响叶片颜色
（2）这些细胞正在进行细胞分裂，基因已完成了复制但未平分到两个子细胞中 

1

n+2

（3）正确，若基因A或a在缺失片段m上，则q染色体上没有基因A、a，又因为含有这样的q染色体的花粉或卵细胞都不能完成受精作用，则植株甲不能产生
Ⅰ．植株甲体细胞中基因A位于q上，基因a位于p上 
Ⅱ．深绿色植株：浅绿色植株=1：1

点评：本题考查基因与性状关系及染色体变异的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．