Question

3．如图是某一年生自花传粉植物（2n=10）的某些基因在亲本染色体上的排列情况．该种植物的高度由三对等位基因B、b，F、f，G、g共同决定，显性基因具有增高效应，且增高效应都相同，还可以累加，即显性基因的个数与植株高度呈正相关．已知母本高60cm，父本高30cm．据此分析回答：
（1）图示细胞正处于减数第一次分裂时期，该时期此细胞核DNA分子有20个．
（2）F₁的高度是45cm，F₁测交后代中高度为40cm的植株出现的比例为$\frac{3}{8}$．
（3）多次实验结果表明，E基因存在显性纯合致死现象．如果让F₁自交，得到的F₂中杂合子Ee所占比例为$\frac{2}{7}$．
（4）该种植物叶缘锯齿尖锐与光滑由两对等位基因控制，且只有基因都为隐性时才表现为叶缘光滑．已知其中一对是位于1、2号染色体上的D、d，请设计实验探究另一对等位基因A、a是否也位于1、2号染色体上（不考虑交叉互换）．
第一步：选择图中的父本aadd和母本AADD杂交得到F₁种子；
第二步：种植F₁种子，待植株成熟让其自交，得到F₂种子．
第三步：种植F₂种子，待其长出叶片后，观察统计叶片表现型及其比例．
结果与结论：
①若F₂植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近于15：1，说明另一对等位基因A、a不位于1、2号染色体上．，说明另一对等位基因A、a不位于1、2号染色体上．
②若F₂植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近于3：1，说明另一对等位基因A、a也位于1、2号染色体上．，说明另一对等位基因A、a也位于1、2号染色体上．

Answer 1

分析 1、分析题图可知，图中母本和父本的同源染色体发生联会，形成四分体，因此是减数第一次分裂前期，由于减数第一次分裂间期发生染色体复制，一条染色体上含有2个DNA分子，因此此时细胞中的DNA分子是20个；由题意知，母本高60cm，父本高30cm，且高度与显性基因个数呈正相关，所以每个显性基因使高度增加（60-30）÷6=5cm．
2、基因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，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合．

解答 解：（1）由分析可知，图示细胞处于减数第一次分裂前期；此时细胞中含有20个DNA分子．
（2）由题图可知，对于株高来说，母本基因型是BBGGFF，父本基因型是bbggff，子一代的基因型是BbFfGg，株高是30+3×5=45cm；F₁测交后代Bb：bb=1：1、Ff：ff=1：1、Gg：gg=1：1，测交后代中高度为40cm的植株含有两个显性基因，基因型是BbFfgg、bbFfGg、BbffGg，各占$\frac{1}{8}$，共占$\frac{3}{8}$．
（3）考虑E、e基因，母本基因型是Ee，父本基因型是ee，子一代的基因型是Ee：ee=1：1，如果让F₁自交，ee个体自交后代都是ee，Ee自交后代的基因型是EE：Ee：ee=1：2：1，其中EE个体死亡，假定ee产生4个个体，Ee产生4个个体，其中EE捕获，因此F₂中杂合子Ee所占比例为$\frac{2}{7}$．
（4）该实验是验证两对等位基因是否位于一对同源染色体上，
如果位于2对同源染色体上，则遵循自由组合定律，如果位于一对同源染色体上，遵循连锁定律，因此实验步骤如下：
第一步：选择图中的父本aadd和母本AADD杂交得到F₁种子；
第二步：种植F₁种子，待植株成熟让其自交，得到F₂种子；
第三步：种植F₂种子，待其长出叶片后，观察统计叶片表现型及其比例．
结果与结论：
①另一对等位基因A、a不位于1、2号染色体上，则遵循自由组合定律，子二代的基因型及比例是A_D_：A_dd：aaD_：aadd=9：3：3：1，其中aabb表现为光滑叶缘，其他都表现为锯齿尖锐叶缘．
②如果另一对等位基因A、a也位于1、2号染色体上，则不遵循自由组合定律，子一代的基因型是AaDd，只产生AD和ad两种配子，比例是1：1，子二代的基因型是AADD：AaDd：aadd=1：2：1，其中aabb表现为光滑叶缘，其他表现为锯齿尖锐叶缘．
故答案为：
（1）减数第一次   20
（2）45     $\frac{3}{8}$
（3）$\frac{2}{7}$
（4）第二步：种植F₁种子，待植株成熟让其自交，得到F₂种子
第三步：种植F₂种子，待其长出叶片后，观察统计叶片表现型及其比例．
结果与结论：
①若F₂植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近于15：1，说明另一对等位基因A、a不位于1、2号染色体上．
②若F₂植株的叶缘锯齿尖锐与光滑的比例接近于3：1，说明另一对等位基因A、a也位于1、2号染色体上．

点评 本题的知识点是基因自由组合定律的实质和应用，减数分裂过程中染色体的行为变化，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络，应用相关知识结合题干信息解答问题，学会应用演绎推理的方法，设计、完善实遗传验、预期实验结果、获取结论．