Question

9．荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种，该性状的遗传涉及两对等位基因，分别用A、a和B、b表示．为探究荠菜果实形状的遗传规律，进行了杂交实验（如图）．
（1）图中亲本基因型为AABB和aabb．根据F₂表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵循基因自由组合定律．另选两种基因型的亲本杂交，F₁和F₂的性状表现及比例与图中结果相同，推断亲本基因型为AAbb和aaBB．
（2）图中F₂三角形果实荠菜中，部分个体无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体在F₂三角形果实荠菜中的比例为$\frac{7}{15}$；还有部分个体自交后发生性状分离，它们的基因型是AaBb、Aabb和aaBb．
（3）现有3包基因型分别为AABB、AaBB和aaBB的荠菜种子，由于标签丢失而无法区分．根据以上遗传规律，请设计实验方案确定每包种子的基因型．有已知性状（三角形果实和卵圆形果实）的荠菜种子可供选用．
实验步骤：
①用3包种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F₁种子
②F₁种子长成的植株分别与卵圆形果实种子长成的植株杂交，得F₂种子
③F₂种子长成植株后，按果实形状的表现型统计植株的比例结果预测：
Ⅰ．如果F₂三角形与卵圆形果实植株的比例约为3：1，则包内种子基因型为AABB；
Ⅱ．如果F₂三角形与卵圆形果实植株的比例约为5：3，则包内种子基因型为AaBB；
Ⅲ．如果F₂三角形与卵圆形果实植株的比例约为1：1，则包内种子基因型为aaBB．

Answer 1

分析 分析题图：三角形果实个体和卵圆形果实个体杂交，后代所结果实皆为三角形，则三角形为显性，F2代中三角形果实：卵圆形果实=15：1，符合孟德尔两对相对性状杂交实验中双杂合子自交比例9：3：3：1的变形（9+3+3）：1，可知纯隐性（基因型为aabb）为卵圆形，其余皆为三角形．据此答题．

解答 解：（1）三角形果实个体和卵圆形果实个体（aabb）杂交，后代所结果实皆为三角形，则图中亲本基因型AABB和aabb．根据F2表现型比例判断，荠菜果实形状的遗传遵守基因的自由组合定律．要使F₁和F₂的性状表现及比例与图中结果相同，则需要让F1的基因型仍然是AaBb，亲本基因型可以为AAbb和aaBB．
（2）图中F₂三角形果实荠菜中，如果一对等位基因为显性纯合，则无论自交多少代，其后代表现型仍然为三角形果实，这样的个体基因型为：AABB、AABb、AaBB、AAbb、aaBB．在F₂三角形果实荠菜中的比例为$\frac{1}{15}+\frac{2}{15}+\frac{2}{15}+\frac{1}{15}=\frac{7}{15}$；每对等位基因都存在隐性基因的个体自交后发生性状分离，它们的基因型是AaBb、aaBb和Aabb．
（3）基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的三角形个体与基因型为aabb的卵圆形个体杂交的F₂代的表现型情况是有所不同的；基因型分别为AABB、AaBB、和aaBB的三角形个体与基因型为aabb的卵圆形个体杂交的子一代再与基因型为aabb的卵圆形个体杂交的后代情况也是有所不同的，据此进行实验设计．
原理分析：若包内种子基因型为AABB，与卵圆形即aabb杂交结果即F₁为AaBb，其自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{16}$，所以F2中三角形与卵圆形果实植株的比例约为15：1．若包内种子基因型为AaBB，与卵圆形即aabb杂交结果有：AaBb和aaBb，两者各占一半，两者分别自交，AaBb的自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{16}$，aaBb的自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{4}$，他们的后代中共有卵圆形：$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{16}+\frac{1}{2}×\frac{1}{4}=\frac{5}{32}$，三角形占1-$\frac{5}{32}$=$\frac{27}{32}$，所以F₂中三角形与卵圆形果实植株的比例约为27：5．若包内种子基因型为aaBB，与卵圆形即aabb杂交结果即F₁为aaBb，其自交后代中卵圆形即aabb占$\frac{1}{4}$，所以F₂中三角形与卵圆形果实植株的比例约3：1．
故答案为：
（1）AABB和aabb　    基因自由组合定律　　AAbb和aaBB
（2）$\frac{7}{15}$　  AaBb、Aabb和aaBb
（3）Ⅰ．F₂三角形与卵圆形果实植株的比例约为3：1
Ⅱ．F₂三角形与卵圆形果实植株的比例约为5：3
Ⅲ．F₂三角形与卵圆形果实植株的比例约为1：1

点评 本题主要考查自由组合定律的应用及实验设计的有关知识，意在考查学生对遗传规律及实验与探究能力，对题图的分析为解答此题的突破口．