Question

3．某二倍体植物的子叶颜色和种子形状存在着：红色种子对白色种子为完全显性，由等位基因A、a控制，长粒种子对圆粒种子为完全显性，由等位基因B、b控制，现有纯合红色长粒和纯合白色圆粒的两种亲本杂交，所得F₁自交，多次重复实验，统计F₂的表现型及比例都近似得到如下结果：红色长粒：红色圆粒：白色长粒：白色圆粒=66：9：9：16．根据实验结果回答下列问题：
（1）上述两对等位基因之间不遵循（填“遵循”或“不遵循”）基因的自由组合定律，因为F₁（AaBb）自交，多次重复实验，F₂四种表现型的近似比值都不为9：3：3：1．
（2）根据F₂中出现了红色长粒和白色圆粒，还出现了亲本所没有的新的性状组合，产生这种现象的根本原因是减数分裂过程中的减数第一次分裂前期（时期），控制不同性状的基因进行了重组．因此F₁产生了雌配子和雄配子各有4种，其中AB配子与ab配子数量相等，Ab配子与aB配子数量相等．
（3）有人针对上述实验结果提出了假说：
 ①控制上述性状的2对等位基因位于1对同源染色体上．
 ②F1通过减数分裂产生的雌（或雄）配子的种类及比例是AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4．
 ③雌雄配子随机结合．
为验证上述假说，请设计一个简单的实验并预期实验结果：
实验方案：将F₁与白色圆粒进行测交，观察并统计子代的表现性及比例．
预期结果：若子代表现型及比例为红色长粒：红色圆粒：白色长粒：白色圆粒=4：1：1：4则假说成立，否则不成立．

Answer 1

分析 由题意知，纯合红色长粒的基因型是AABB，纯合白色圆粒的基因型是aabb，二者杂交，子一代的基因型是AaBb，如果两对等位基因分别位于2对同源染色体上，遵循自由组合定律，子一代自交得到子二代的基因型及比例是A_B_（红色长粒）：A_bb（红色圆粒）：aaB_（白色长粒）：aabb（白色圆粒）=9：3：3：1；而事实是F₁自交，多次重复实验，统计F₂的表现型及比例都近似得到如下结果：红色长粒：红色圆粒：白色长粒：白色圆粒=66：9：9：16，不是9：3：3：1，因此两对等位基因位于一对同源染色体上，不遵循自由组合定律，遵循连锁交换定律．

解答 解：（1）由分析可知，F₁（AaBb）自交，多次重复实验，F₂四种表现型的近似比值都不为9：3：3：1，因此A（a）和B（b）两对等位基因不遵循自由组合定律．
（2）由于A、B连锁、a、b连锁，如果不发生交叉互换，子一代产生的配子的类型及比例是AB：ab=1：1，子一代自交，子二代的基因型是AABB：AaBb：aabb=1：2：1，红色长粒：白色圆粒=3：1，F₂中出现了红色长粒和白色圆粒，还出现了亲本所没有的新的性状组合，红色圆粒、白色长粒，说明在减数分裂产生配子的过程中，同源染色体的非姐妹染色单体发生了交叉互换，产生了基因型为Ab、aB的新类型的配子，这种变异属于基因重组，四种类型的比例关系AB=ab、Ab=aB．
（3）②由题意知，子二代的表现型及比例是红色长粒：红色圆粒：白色长粒：白色圆粒=66：9：9：16，aabb=16%，雌雄配子ab的比例是40%，AB=40%，Ab=aB=10%，因此F₁通过减数分裂产生的雌（或雄）配子的种类及比例是AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4．
③如果该假设成立，子一代与白色圆粒（aabb）进行测交，后代的基因型及比例是AaBb：aaBb：Aabb：aabb=4：1：1：4，表现型及比例是红色长粒：红色圆粒：白色长粒：白色圆粒=4：1：1：4．
故答案为：
（1）不遵循    F₁（AaBb）自交，多次重复实验，F₂四种表现型的近似比值都不为9：3：3：1
（2）减数第一次分裂前期    重组  ab   aB
（3）②AB：aB：Ab：ab=4：1：1：4  
③白色圆粒进行测交     红色长粒：红色圆粒：白色长粒：白色圆粒=4：1：1：4

点评 本题重在考查学生理解基因自由组合定律的实质和使用条件、减数分裂过程中染色体的行为变化及基因重组之间的关系，把握知识的内在联系，并结合题干信息利用所学知识进行推理，解释遗传、变异问题．