Question

6．某二倍体植物，雄株与雌株受M、m基因控制，紫茎与绿茎受A、a基因控制．为研究该植物的遗传方式，进行如下实验：
实验1：利用紫茎雄株的花粉离体培养，所获得的幼苗全为绿茎，对这些幼苗处理而获得的雄株与雌株的比例为1：1．
实验2：紫茎雄株与紫茎雌株的杂交，子代总出现紫茎雄株、绿茎雄株、紫茎雌株和绿茎雌株4种类型，比例接近1：1：1：1．
请分析作答．
（1）A与a、M与m这两对等位基因位于2对同源染色体上．紫茎雄株的基因型是AaMm．自然条件下，一般不存在基因型为MM的植株，其原因是株的基因型为mm，不会产生含有M基因的雌配子（卵细胞）．
（2）紫茎雄株与紫茎雌株的杂交子代中，紫茎雌株的杂交子代中，紫茎与绿茎的比例总出现1：1，其原因是含A基因的雄配子（花粉）不育．
（3）由紫茎雄株的花粉离体培养而获得的幼苗的基因型为aM和am．

Answer 1

分析 1、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，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化成分离定律问题解答．
2、分析实验Ⅰ：利用紫茎雄株的花粉离体培养，所获得的幼苗全为绿茎，对这些幼苗处理而获得的雄株与雌株的比例为1：1，说明该紫茎雄株含有A、a基因及M、m基因，因此基因型是AaMm，且紫茎对绿茎是显性，雄株对雌株是显性；分析实验Ⅱ：紫茎雄株与紫茎雌株的杂交，子代总出现紫茎雄株、绿茎雄株、紫茎雌株和绿茎雌株4种类型，比例接近1：1：1：1，紫茎雄株的基因型是AaMm，紫茎雌株的基因型是Aamm，杂交后代的性状分离比是1：1：1：1，相当于测交实验，因此2对基因遵循自由组合定律．

解答 解：（1）由分析可知，A与a、M与m这两对等位基因在遗传时遵循自由组合定律，因此2对等位基因分别位于2对同源染色体上；紫茎雄株的基因型是AaMm；由于雌株的基因型是mm，雌株只产生含有m的配子，因此一般不会出现基因型为MM的植株．
（2）由于2对等位基因遵循自由组合定律，基因型为AaMm雄株产生的配子的类型及比例是AM：Am：aM：am=1：1：1：1，但是花粉离体培养，所获得的幼苗全为绿茎，说明AM、Am花粉不育，因此紫茎雄株（AaMm）与紫茎雌株（Aamm）的杂交子代中，雄株产生的可育配子的基因型及比例是aM：am=1：1，雌株产生的配子的类型及比例是Am：am=1：1，杂交后代的基因型及比例是AaMm：Aamm：aaMm：aamm=1：1：1：1，其中AaMm、Aamm是紫茎，aaMm、aamm是绿茎，紫茎：绿茎=1：1．
（3）紫茎雄株的基因型是AaMm，产生的可育配子的基因型是aM、am，花药离体培养获得的单倍体幼苗的基因型是aM、am．
故答案为：
（1）2     AaMm      雌株的基因型为mm，不会产生含有M基因的雌配子（卵细胞）
（2）含A基因的雄配子（花粉）不育
（3）aM和am

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、性状分离比满足的条件，通过实验结果分析性状偏离比现象的原因．