Question

4．玉米的紫株和绿株由6号染色体上一对等位基因（N，n）控制，正常情况下紫株与绿株杂交，子代均为紫株．某科学家用X射线照射紫株A后再与绿株杂交，发现子代有紫株732株、绿株2株（绿株B）．为研究绿株B出现的原因，她让绿株B与正常纯合的紫株C杂交，F₁再严格自交得F₂，观察F₂的表现型及比例，并做相关分析．
（1）上述杂交实验中玉米植株颜色的遗传遵循基因的分离规律，其中为显性性状的是紫株．
（2）假设一：X射线照射紫株A导致其发生了基因突变．基因突变的实质是改变脱氧核苷酸排列顺序．如果此假设正确，则F₁的基因型为Nn；F₁自交得到的F₂中，紫株所占的比例应为$\frac{3}{4}$．
（3）假设二：X射线照射紫株A导致其6号染色体断裂，含有基因N在内的部分片段丢失（注：一条染色体片段缺失不影响个体生存，两条染色体缺失相同的片段个体死亡）．如果此假设正确，则绿株B能产生2种配子，F₁的表现型全部为紫株；F₁自交得到的F₂中，紫株所占比例应为$\frac{6}{7}$．

Answer 1

分析 正常情况下，玉米的紫株与绿株杂交所得到的子代均为紫株，说明紫株相对于绿株为显性性状，且亲本中紫株的基因型为NN，绿株的基因型为nn．绿株B可能是基因突变产生的，也可能是染色体变异后产生的，答题的关键是扣住基因突变和染色体变异的区别．

解答 解：（1）玉米植株的颜色是受一对等位基因控制的，因此该性状的遗传遵循基因的分离定律．根据“正常情况下紫株与绿株杂交，子代均为紫株．”紫株为显性性状．
（1）假设一是基因突变，基因突变是指DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换等，其实质是改变基因中脱氧核苷酸排列顺序．紫株A变异后与绿株（nn）杂交，后代有绿株出现，说明紫株A的基因型为Nn，绿株B的基因型为nn．绿株B（nn）与正常纯合的紫株C（NN）杂交，F₁的基因型为Nn；F₁自交得到F₂，F₂中紫株（N_）所占的比例应为$\frac{3}{4}$．
（2）假设二是染色体变异，即绿株B的一条染色体缺失含有基因N的片段，因此其能产生2种配子，一种配子含有基因n，另一种配子6号染色体断裂缺失含N的片段．绿株B（On）与正常纯合的紫株C（NN）杂交，F₁的基因型及比例为Nn：N0=1：1，均表现为紫株；F₁自交得到的F₂，$\frac{1}{2}$Nn自交后代为$\frac{1}{2}$（$\frac{1}{4}$NN、$\frac{1}{2}$Nn、$\frac{1}{4}$nn），$\frac{1}{2}$ON自交后代为$\frac{1}{2}$（$\frac{1}{4}$OO、$\frac{1}{2}$ON、$\frac{1}{4}$NN），由于两条染色体缺失相同的片段的个体死亡，所以F₂中紫株所占比例应为$\frac{6}{7}$．
故答案为：
（1）基因的分离   紫株
（2）脱氧核苷酸排列顺序       Nn    $\frac{3}{4}$
（3）2   全部为紫株      $\frac{6}{7}$

点评 本题考查基因分离规律、基因突变和染色体变异的应用，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力；能理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界中的一些生物学问题的能力．