Question

10．某油菜品系经多代种植后出现不同颜色的种子，已知种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响．用产黑色种子植株（甲）、产黄色种子植株（乙和丙）进行以下实验：

组别	亲代	F1表现型	F1自交所得F2的表现型及比例
实验一	甲×乙	全为产黑色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：1
实验二	乙×丙	全为产黄色种子植株	产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13

（1）由以上实验可得出，种子颜色性状中黄色对黑色为隐性，甲、丙的基因型分别为AArr、AARR．
（2）分析以上实验可知，当R基因存在时会抑制A基因的表达．实验二中F₂产黄色种子植株中杂合子的比例为$\frac{10}{13}$．
（3）让实验二F₂中黄色种子植株随机交配，后代中能否出现黑色种子？能　如果能出现，比例为$\frac{16}{169}$．
（4）有人重复实验二，发现某一F₁植株，其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条（其中两条含R基因），请解释该变异产生的原因：植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离（或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开）．

Answer 1

分析 分析题意可知，油菜新品系种子颜色由一对基因A/a控制，并受另一对基因R/r影响，实验二中F₁自交所得F₂的表现型及比例为产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13，是9：3：3：1的变式，所以其遗传遵循基因的自由组合定律．

解答 解：（1）由实验一可判断种子颜色性状中黄色对黑色为隐性．由实验二的F₁自交所得F₂的表现型及比例为产黑色种子植株：产黄色种子植株=3：13，可判断F₁黄色种子植株的基因型为AaRr．子代黑色种子植株基因型为A_rr，黄色种子植株基因型为A_R_、aaR_、aarr，可判断当R基因存在时，抑制A基因的表达．由此可以确定，乙和丙的基因型可能是AARR和aarr之一；又由于甲（A_rr）与乙杂交，子二代出现3：1的性状分离比，说明乙的基因型只能是aarr，则丙的基因型为AARR，甲的基因型为AArr．
（2）由（1）小题可知，当R基因存在时会抑制A基因的表达．实验二中子一代基因型为AaRr，因此F₂产黄色种子植株（$\frac{9}{13}$A_R_、$\frac{3}{13}$aaR_、$\frac{1}{13}$aarr）中杂合子的比例=1-纯合子=1-$\frac{1}{13}×3$=$\frac{10}{13}$．
（3）让实验二F₂中黄色种子植株随机交配，如AaRr自交后代中能出现黑色种子．$\frac{9}{13}$A_R_产生的配子的种类和比例为$\frac{4}{13}$AR、$\frac{2}{13}$Ar、$\frac{2}{13}$aR、$\frac{1}{13}$ar，$\frac{3}{13}$aaR_产生的配子的种类和比例为$\frac{2}{13}$aR、$\frac{1}{13}$ar，$\frac{1}{13}$aarr产生的配子为$\frac{1}{13}$ar，即总共$\frac{4}{13}$AR、$\frac{2}{13}$Ar、$\frac{4}{13}$aR、$\frac{3}{13}$ar，因此出现黑色种子（A_rr）的概率=$\frac{2}{13}×\frac{2}{13}+\frac{2}{13}×\frac{3}{13}×2=\frac{16}{169}$．
（4）有人重复实验二，发现某一F₁植株，其体细胞中含R/r基因的同源染色体有三条（其中两条含R基因），首先可以确定两个R基因均来自植株丙，这是植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开．
故答案为：
（1）隐  AArr、AARR
（2）R     $\frac{10}{13}$  
（3）能      $\frac{16}{169}$
（4）植株丙在减数第一次分裂后期含R基因的同源染色体未分离（或植株丙在减数第二次分裂后期含R基因的姐妹染色单体未分开）

点评 本题考查了基因自由组合定律应用的有关知识，要求考生能够根据表格中杂交实验以及后代的表现型及比例确定基因对性状控制的关系，能够运用基因的自由组合定律进行相关概率的计算．