Question

18．豌豆素是野生型豌豆产生的一种抵抗真菌侵染的天然化学物质．已知确定产生豌豆素的基因A对a为显性，但另一对等位基因B、b中，显性基因B存在时，会抑制豌豆素的产生．研究人员用两个无法产生豌豆素的纯种（突变品系1和突变品系2）分别与纯种野生型豌豆进行杂交实验，得到F₁，F₁自交得F₂，结果如下：

组别	亲本	F1表现型	F2表现型
Ⅰ	突变品系1×野生型	有豌豆素	$\frac{3}{4}$有豌豆素，$\frac{1}{4}$无豌豆素
Ⅱ	突变品系2×野生型	无豌豆素	$\frac{1}{4}$有豌豆素，$\frac{3}{4}$无豌豆素
Ⅲ	突变品系1×突变品系2	无豌豆素	$\frac{3}{16}$有豌豆素，$\frac{13}{16}$无豌豆素

（1）根据以上信息，可判断上述杂交亲本中，突变品系1、突变品系2、野生型的基因型分别为aabb、AABB、AAbb．
（2）若从第Ⅰ、Ⅲ组的F₂中各取一粒均能产生豌豆素的豌豆，二者基因型相同的概率为$\frac{5}{9}$．
（3）为鉴别表中第Ⅱ组F₂中无豌豆素豌豆的基因型，研究人员利用该豌豆自交，并进行了相关统计，请预测实验结果并得到相应的结论．
①若后代全为无豌豆素植株，则其基因型为AABB；
②若后代出现有豌豆素植株（或有豌豆素植株与无豌豆素植株之比为1：3），则其基因型为AABb；
（4）进一步研究得知，基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物转化为豌豆素的．而基因B、b本身并不直接表达性状，但基因B能抑制基因A的表达．请在下侧尝试用概念图（文字加箭头的形式）的方式解释上述遗传现象．

Answer 1

分析 已知决定产生豌豆素的基因A对a为显性，而显性基因B存在时，会抑制豌豆素的产生，因此能够产生豌豆素的基因型为A_bb．题中提出野生型、突变品系1、突变品系2均为纯种，因此可以根据野生型的基因型以及后代表现型的比例确定突变品系的基因型．

解答 解：（1）由题意，可知有豌豆素植株的基因型为A_bb，其余均为无豌豆素植株，故纯种野生型豌豆植株的基因型为AAbb．组别Ⅰ中，突变品系1×野生型后代有豌豆素（A_bb），并且自交后代比例为3：1，因此确定F₁的基因型是Aabb，则突变品系1的基因型为aabb．从组别Ⅲ可以看出，突变品系1和突变品系2杂交所得F₁的基因型是AaBb，所以双亲（均不能产生豌豆素）的基因型是aabb、AABB，可判定突变品系2的基因型为AABB．
（2）第Ⅲ组的F₁的基因型是AaBb，F₁自交得F₂的基因型有3×3=9，其中AAbb、Aabb能产生豌豆素，另外7种不能够产生．第Ⅰ组F₂中产生豌豆素的豌豆的基因型是$\frac{1}{3}$AAbb、$\frac{2}{3}$Aabb，第Ⅲ组F₂中产生豌豆素的豌豆的基因型也是$\frac{1}{3}$AAbb、$\frac{2}{3}$Aabb，所以两组F₂中产生豌豆素的豌豆的基因型相同的概率是$\frac{1}{3}×\frac{1}{3}$+$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{5}{9}$．
（3）突变品系2（AABB）×野生型（AAbb），F₁基因型为AABb，F₂中无豌豆素豌豆的基因型为$\frac{1}{3}$AABB、$\frac{2}{3}$AABb．AABB的豌豆自交，后代全为无豌豆素的植株；而AABb的豌豆自交，后代出现有豌豆素的植株，并且有豌豆素的植株与无豌豆素植株之比为1：3．
（4）根据题意分析已知，基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物转化为豌豆素的．而基因B-b本身并不直接表达性状，但基因B能抑制基因A的表达，如下图所示：
．
故答案为：
（1）aabb   AABB     AAbb（顺序不可颠倒）
（2）$\frac{5}{9}$（3）①全为无豌豆素植株    AABB
②出现有豌豆素植株（或有豌豆素植株与无豌豆素植株之比为1：3）AABb
（4）

点评 本题考查了基因突变以及基因自由组合定律的应用等相关知识，考生要能够根据基因突变的概念进行相关判断；能够根据表格中后代的表现型判断亲本的基因型，并利用基因的自由组合定律进行计算．