Question

12．现有4个小麦纯合品种，即抗锈病无芒、抗锈病有芒、感锈病无芒和感锈病有芒．已知抗锈病对感锈病为显性，无芒对有芒为显性，且这两对相对性状各由一对等位基因控制．若用上述4个品种组成两个杂交组合，使其F₁均为抗锈病无芒，且F₁自交产生的F₂均有四种表现型，其数量比为9：3：3：1．回答下列问题：
（1）这两个杂交组合分别为抗锈病无芒×感锈病有芒和抗锈病有芒×感锈病无芒．
（2）出现上述实验结果的原因是：控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于非同源染色体上；产生配子时非等位基因自由组合；受精时雌雄配子随机结合；而且每种合子（受精卵）的存活率相等．
（3）上述两个杂交组合的全部F₂植株自交得到F₃种子，1个F₂植株上所结的全部F₃种子种在一起，长成的F₃植株单独统计分析．理论上F₃植株中，只表现出一对性状分离的植株有4类，那么这4类植株的表现型及其数量比分别是抗锈病无芒：抗锈病有芒=3：1、抗锈病无芒：感锈病无芒=3：1、感锈病无芒：感锈病有芒=3：1和抗锈病无芒：感锈病有芒=3：1．

Answer 1

分析 1、基因自由组合定律的实质：
（1）位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的．
（2）在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合．
2、根据题干信息可知，“F₂均有四种表现型，其数量比为9：3：3：1”，由此可以确定亲本基因型均为具有两对相对性状的纯合子．

解答 解：（1）若抗锈病与感锈病、无芒与有芒分别受A/a、B/b这两对等基因控制，再根据题干信息可知4个纯合亲本的基因型可分别表示为AABB、AAbb、aaBB、aabb，若要使两个杂交组合产生的F₁与F₂均相同，则两个亲本组合只能是AABB（抗锈病无芒）×aabb（感锈病有芒）、AAbb（抗锈病有芒）×aaBB（感锈病无芒）．
（2）出现9：3：3：1比例的分离比，说明这两对等位基因必须是独立的，位于两对同源染色体上，即控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于非同源染色体上；产生配子时非等位基因自由组合；受精时雌雄配子随机结合；而且每种合子（受精卵）的存活率相等．
（3）根据上面的分析可知，F₁为AaBb，F₂植株将出现9种不同的基因型：AABB、AaBB、AABb、AaBb、AAbb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb，可见F₂自交最终可得到9个F₃株系，其中基因型AaBB、AABb、Aabb、aaBb中有一对基因为杂合子，自交后该对基因决定的性状会发生性状分离，依次是抗锈病无芒：感锈病无芒=3：1、抗锈病无芒：抗锈病有芒=3：1、抗锈病有芒：感锈病有芒=3：1、感锈病无芒：感锈病有芒=3：1．
故答案为：
（1）抗锈病无芒×感锈病有芒      抗锈病有芒×感锈病无芒
（2）控制这两对相对性状的两对等位基因必须位于非同源染色体上       非等位基因自由组合      雌雄配子随机结合
（3）抗锈病无芒：抗锈病有芒=3：1       抗锈病无芒：感锈病无芒=3：1
感锈病无芒：感锈病有芒=3：1       抗锈病无芒：感锈病有芒=3：1

点评 本题考查了基因的自由组合定律以及杂交育种的有关知识，要求考生能够掌握基因自由组合定律的实质，能够根据后代的表现型及比例确定基因的位置，并利用遗传定律确定自交后代的表现型及比例．