Question

1．雌雄同株异花的二倍体植物柴油树（体细胞染色体数为22条），可用于开发生物质能，其种子榨出的油稍加提炼就可成为柴油．
（1）绘制柴油树的基因组图至少需测定11条染色体上的基因．
（2）为培育高产量和抗病性的品种，科学家在“神州六号”飞船上作了搭载幼苗实验，用幼苗作为实验材料的理由是幼苗细胞分裂旺盛，DNA复制时更容易发生基因突变．若发现返回地面的某幼苗长成的植株有高产抗病的特性，可用组织培养技术对其大规模繁殖，其依据的原理是植物细胞的全能性．
（3）研究发现，柴油树产油的代谢途径如下图，图中所示基因遵循自由组合定律，据此回答：

①这两对基因的位置关系是非同源染色体上的非等位基因（或位于不同对同源染色体上的非等位基因）．
②图示充分说明了基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物的性状．
③若两株不能产油的纯合柴油树杂交，F₁均能产油，则两植株的基因型分别是AAbb、aaBB；F₁自交后代的表现型及比例是产油：不产油=9：7；F₂中产油的个体自交后代中符合生产要求的纯合体比例是$\frac{1}{4}$．

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随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合；由细胞代谢途径可知，产油的基因型是A_B_，A_bb、aaB_、aabb均不产油，由于2对等位基因遵循自由组合定律，因此甲、乙属于非同源染色体．

解答 解：（1）柴油树是雌雄同株，染色体数目是2n=22，含有2个染色体组，每个染色体组的染色体数目是11，因此绘制柴油树的基因组图至少需测定11条染色体上的基因．
（2）基因突变发生在细胞分裂间期，DNA复制时，幼苗细胞分裂旺盛，细胞分裂间期发生DNA复制，受到微重力等因素影响更容易发生基因突变；由于植物细胞具有全能性，返回地面的某幼苗长成的植株有高产抗病的特性，可用组织培养技术对其大规模繁殖．
（3）①由题意知，2对等位基因自由组合，因此位于非同源染色体上．
②题图可知，基因通过控制酶的合成，控制细胞代谢进而间接控制生物的性状．
③两株不能产油的纯合柴油树杂交，F₁均能产油，则两植株的基因型分别是AAbb、aaBB，子一代的基因型是AaBb，子一代自交后代的基因型及比例是A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3；1，其中A_B_产油，A_bb、aaB_、aabb不产油，比例是9：7；F₂中产油的个体的基因型是A_B_，AA：Aa=1：2、BB：Bb=1：2，自交后代中，AA=$\frac{1}{3}+\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{2}$，BB=$\frac{1}{3}+\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{2}$，因此AABB=$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}=\frac{1}{4}$．
故答案为：
（1）11
（2）幼苗细胞分裂旺盛，DNA复制时更容易发生基因突变      植物细胞的全能性
（3）①非同源染色体上的非等位基因（或位于不同对同源染色体上的非等位基因）
②控制酶的合成来控制代谢过程
③AAbb、aaBB      产油：不产油=9：7      $\frac{1}{4}$

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、基因与性状之间的关系、可遗传变异等知识要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识及和遗传规律进行推理、综合解答问题．