Question

19．某植物红花和白花这对相对性状同时受多对等位基因控制（如A、a；B、b；C、c…），这些基因位于非同源染色体上．当个体的基因型中每对等位基因都至少有一个显性基因时（即A_B_C_…）才开红花，否则开白花．现有品系1、品系2、品系3三个不同的纯种白花品系，相互之间进行杂交，杂交组合、后代表现型及其比例如下：
实验1：品系1×品系2，F1全为白花；
实验2：品系1×品系3，F1全为红花；
实验3：品系2×品系3，F1全为白花；
实验4：F₁红花×品系1，后代表现为1红：3白；
实验5：F₁红花×品系2，后代表现为1红：7白；
实验6：F₁红花×品系3，后代表现为1红：1白；
结合上述杂交实验结果，请回答：
（1）根据上述实验可推知，花色性状至少由3对等位基因控制．其判断主要理由是：由实验5可知是测交，红花概率为$\frac{1}{8}$，为（$\frac{1}{2}$）³．
（2）根据以上分析，这三个纯种品系的基因型分别为：品系1aaBBcc或AAbbcc或aabbCC，品系2aabbcc，品系3AAbbCC或aaBBCC或AABBcc．
（3）用实验2中的F₁红花与实验3中的F₁白花杂交，后代中红花比例为$\frac{9}{32}$．
（4）已知花色由花青素（一种小分子的物质）存在情况决定，根据以上实验并结合所学知识，说明性状与基因间的关系为：①基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物性状； ②基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：本实验的杂交组合5中，F₂代为1红：7白，即红花的个体占全部个体的比例为1÷（1+7）=$\frac{1}{8}$=（$\frac{1}{2}$）³．因此可判断花色性状至少涉及到3对等位基因，且遵循基因的自由组合定律．

解答 解：（1）根据实验5：F₁红花×品系2，后代表现为1红：7白；说明红花概率为$\frac{1}{8}$，为（$\frac{1}{2}$）³．因此可判断花色性状至少由3对等位基因控制．
（2）由于个体的基因型中每对等位基因都至少含有一个显性基因时（即A_B_C_）才开红花，根据实验2：品系1×品系3，F₁全为红花，可知F₁基因型为AaBbCc．又实验4：F₁红花×品系1，后代表现为1红：3白，说明品系1中只有一对显性基因．实验6：F₁红花×品系3，后代表现为1红：1白，说明品系3中只有两对显性基因．实验5：F₁红花×品系2，后代表现为1红：7白，说明品系2中没有显性基因．因此，这三个纯种品系的基因型分别为：品系1是aaBBcc或AAbbcc或aabbCC；品系2是aabbcc；品系3是AAbbCC或aaBBCC或AABBcc．
（3）实验2中的F₁红花为三对基因都杂合的杂合体，实验3中的F₁白花为两对基因杂合的杂合体，所以它们杂交，后代中红花比例为$\frac{3}{4}$×$\frac{3}{8}$=$\frac{9}{32}$．
（4）基因控制生物性状的两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状．由于花色由花青素（一种小分子物质）存在情况决定，所以控制花色的基因是通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物性状；此外基因还可以通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状．
故答案为：
（1）3 由实验5可知是测交，红花概率为$\frac{1}{8}$，为（$\frac{1}{2}$）³
（2）aaBBcc或AAbbcc或aabbCC aabbcc AAbbCC或aaBBCC或AABBcc
（3）$\frac{9}{32}$
（4）基因通过控制酶的合成控制代谢过程进而控制生物性状  基因通过控制蛋白质的合成直接控制生物性状

点评 本题考查基因自由组合定律的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．