Question

18．已知豌豆高茎对矮茎为显性，豆荚饱满对豆荚不饱满为显性．某生物兴趣小组有一些能够稳定遗传的高茎、豆荚饱满和矮茎、豆荚不饱满的两个品系豌豆，该兴趣小组的成员，希望通过遗传学杂交实验探究一些遗传学问题．
（1）你认为可以探究的问题有：
问题1：控制两对相对性状的基因是否分别遵循孟德尔的基因分离定律．
问题2：控制两对相对性状的基因是否遵循孟德尔的基因自由组合定律．
（2）请设计一组最简单的实验方案，探究上述遗传学问题：（不要求写出具体操作方法）
①高茎豆荚饱满的豌豆和矮茎豆荚不饱满的豌豆杂交；观察和统计F₁的性状及比例；保留部分F₁种子．
②F₁代个体进行自交；观察和统计F₂的性状及比例
（3）【实验结果】：
①F₁全部为高茎、豆荚饱满．
②F₂的统计数据

表现型	高茎豆荚饱满	高茎豆荚不饱满	矮茎豆荚饱满	矮茎豆荚不饱满
比例	66%	9%	9%	16%

（4）【实验分析】：
①F₂中高茎：矮茎=3：1，豆荚饱满：豆荚不饱满=3：1；且有性状的重组现象，所以高茎和矮茎、豆荚饱满和豆荚不饱满分别是由一对等位基因控制的，并遵循孟德尔的基因分离定律．
②F₂四种表现型的比例不是9：3：3：1，所以控制上述两对相对性状的非等位基因不遵循孟德尔的基因自由组合定律．
③据你推测，控制上述两对相对性状的非等位基因可能位于一对同源染色体上．
（5）还可以设计测交实验，对上述结论进行验证．

Answer 1

分析 孟德尔遗传定律包括分离定律和自由组合定律．
基因分离定律的实质：减数分裂过程中，等位基因随着同源染色体的分开而分离；
基因自由组合定律的实质：等位基因分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因发生自由组合．

解答 解：（1）根据题意可知，题中涉及两对相对性状的遗传，题干中提出问题1“控制两对相对性状基因是否分别遵循基因的分离定律”，因此问题2可以为：控制两对相对性状的非等位基因是否遵循基因的自由组合定律．
（2）①根据孟德尔的杂交实验，亲本选择具有两对相对性状的纯合子进行杂交，即取纯合高茎豆荚饱满的豌豆和矮茎豆荚不饱满的豌豆杂交；观察和统计F₁的性状和比例；保留部分F₁种子．
②将F₁种下，让其自交；观察和统计F₂的性状和比例．
（3）实验结果：①F₁全部为高茎、豆荚饱满．
（4）实验分析：
①F₂中，高茎和矮茎、豆荚饱满和豆荚不饱满分别是由一对等位基因控制的，所以高茎与矮茎的比是3：1，豆荚饱满和豆荚不饱满的比是3：1，并遵循孟德尔的基因分离定律．
②F₂四种表现型的比例不是9：3：3：1，所以控制上述两对相对性状的非等位基因不遵循基因的自由组合定律．
③据推测，控制上述两对相对性状的非等位基因可能位于一对同源染色体上．
（5）验证假说一般通过测交的方式进行实验验证，这是因为测交实验能够根据后代的表现型及比例推测亲本产生的配子的种类及比例．
故答案为：
（1）控制两对相对性状的基因是否遵循孟德尔的基因自由组合定律
（2）①高茎豆荚饱满的豌豆和矮茎豆荚不饱满的豌豆杂交
②F₁代个体进行自交
（3）①高茎、豆荚饱满
（4）①高茎：矮茎=3：1，豆荚饱满：豆荚不饱满=3：1；且有性状的重组现象
②孟德尔的基因自由组合定律
③一对同源染色体
（5）测

点评 本题考查了有关遗传定律的验证实验的设计的知识，学生要能够利用孟德尔的遗传方式进行相关设计；并且明确基因分离定律中杂合子自交后代的性状分离比为3：1，而自由组合定律中双杂合子自交后代表现型比例应为9：3：3：1；考生还有明确验证相关假说一般选择测交的方法．