Question

3．某自花受粉、闭花传粉的花卉，其花的颜色有红、白两种，茎有粗、中粗和细三种．茎的性状由两对独立遗传的核基因控制，但不清楚花色性状的核基因控制情况．回答以下问题：
（1）若花色由A、a这对等位基因控制，且该植物种群中红色植株均为杂合体，则红色植株自交后代的表现型及比例为红色：白色=2：1．
（2）若花色由A、a，B、b两对等位基因控制，现有一基因型为AaBb的植株，其体细胞中相应基因在DNA上的位置及控制花色的生化流程如图．
①控制花色的两对基因符合孟德尔的分离定律．
②该植株花色为红色，其体细胞内的DNA1和DNA2所在的染色体之间的关系是同源染色体．
③该植株进行测交时，应对母本如何操作花未成熟前去雄→套袋→授粉→套袋．该植株自交时（不考虑基因突变和交叉互换现象）后代中纯合子的表现型为白色，红色植株占$\frac{1}{2}$．
（3）假设茎的性状由C、c，D、d两对等位基因控制，只有d基因纯合时植株表现为细茎，只含有D一种显性基因时植株表现为中粗茎，其他表现为粗茎．那么基因型为CcDd的植株自然状态下繁殖，理论上子代的表现型及比例为粗茎：中粗茎：细茎=9：3：4．

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，位于同源染色体上的等位基因分离，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）如果花色由A、a这对等位基因控制，且该植物种群中红色植株均为杂合体，说明红花对白花是显性性状，且A显性纯合致死，Aa自交后代的基因型及比例是AA：Aa：aa=1：21，其中AA致死，因此红色植株自交后代的表现型及比例为红色：白色=2：1
（2）①若花色由A、a，B、b两对等位基因控制，分析图中AaBb的位置关系可知，A、b连锁在一条染色体上，a、B连锁在一条染色体上，因此控制花色的两对基因符合孟德尔的分离定律，不遵循自由组合定律．
②由题图可知，该植株含有A、B基因，能控制合成红色物质，因此开红花；体细胞内的DNA1和DNA2所在的染色体是同源染色体．
③人工授粉时，对母本的处理是花未成熟前去雄→套袋→授粉→套袋；该植株自交时，由于亲本只产生两种类型的配子Ab：aB=1：1，因此自交后代的基因型及比例是AAbb：AaBb：aaBB=1：2：1，其中AAbb、aaBB是纯合子，表现为白花，AaBb开红花．
（3）由题意知，茎的性状由两对独立遗传的核基因控制，因此遵循基因的自由组合定律，又知只有d基因纯合时植株表现为细茎，只含有D一种显性基因时植株表现为中粗茎，其他表现为粗茎，则粗茎的基因型是C_D_，细茎的基因型是C_dd、aadd，中粗茎的基因型是ccD_，基因型为CcDd的个体在自然状态下繁殖，相当于自交实验，后代的基因型及比例是C_D_：ccD_：C_dd：ccdd=9：3：3：1，即粗茎：中粗茎：细茎=9：3：4．
故答案为：
（1）红色：白色=2：1
（2）①分离　
②红色　同源染色体 
③花未成熟前去雄→套袋→授粉→套袋　白色　$\frac{1}{2}$
（3）粗茎：中粗茎：细茎=9：3：4

点评 本题旨在考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质，熟练掌握人工授粉的一般方法步骤，学会应用减数分裂过程中染色体的行为变化分析连锁问题．