Question

6．生物的性状有的仅由一对基因控制，有的由多对基因共同控制．荠菜（2N=32）是一年生植物，果实的形状有三角形和卵圆形两种，两种纯合类型的荠菜杂交，F₁全为三角形，用F₁与纯合卵圆形品种做了两个实验：
实验1：F₁与纯合卵圆形品种杂交，F₂的表现型及数量比为三角形：卵圆形=3：1；
实验2：F₁自交，F₂的表现型及数量比为三角形：卵圆形=15：1．
分析上述实验，回答下列问题：
（1）该荠菜果实的形状是由2对等位基因控制的．实验2产生的F₂中三角形荠菜的基因型有8种，其中纯合子占的比例为$\frac{1}{5}$．
（2）让实验1得到的全部F₂植株继续与卵圆形品种杂交，假设每株F₂代产生的子代数量相同，则F₃的表现型及数量之比为三角形：卵圆形=7：9．
（3）从实验2得到的果形为三角形的荠菜中任取一株，用果形为卵圆形的荠菜花粉对其授粉，收获所有种子并单独种植在一起得到一个株系．观察这个株系的果形种类及数量比，理论上可能有3种情况，其中果形为三角形：卵圆形=1：1这种情况出现的概率为$\frac{4}{15}$．
（4）体细胞的染色体数为31条的荠菜植株称为单体荠菜．分析发现，形成这种单体荠菜的根本原因是一对同源染色体未分离或其它染色体的姐妹染色单体未分配到两个子细胞由于正常植株在形成配子的过程中，发生了等异常分裂现象．

Answer 1

分析 由题意可知：果实的形状有三角形和卵圆形两种，两种纯合类型的荠菜杂交，F₁全是三角形，而实验二中F₁自交，F₂的表现型及其数量比为三角形：卵圆形=15：1，所以荠菜果形受两对等位基因控制，而且双显A_B_表现三角，单显A_bb和aaB_也表达三角，只有双隐aabb表现卵圆形．

解答 解：（1）根据实验2中F₂中三角形：卵圆形=15：1，而15：1实质上是9：3：3：1的变式，说明荠菜果实的形状受两对独立遗传的等位基因控制，遵循基因的自由组合定律．实验2：AABB×aabb→AaBb→9A_B_：3A_bb：3aaB__：1aabb，则三角形（9A_B_、3A_bb、3aaB_）：卵圆形（1aabb）=15：1，F₂中三角形荠菜的基因型有8种．
（2）实验1：F₁三角形（AaBb）×卵圆形（aabb），得到F₂全部植株是1AaBb、1Aabb、1aaBb、1aabb，F₂产生的配子$\frac{1}{16}$AB、$\frac{3}{16}$aB、$\frac{3}{16}$Ab、$\frac{9}{16}$ab，卵圆形品种产生的配子都是ab，杂交后代基因型及其数量比为$\frac{1}{16}$AaBb、$\frac{3}{16}$Aabb、$\frac{3}{16}$aaBb、$\frac{9}{16}$aabb，后代表现型及其数量比三角形：卵圆形=7：9．
（3）由题意知，实验2中三角形果实的基因型可能是A_B_、A_bb、aaB_，如果基因型为AaBb，则这个株系的果形种类及数量比为三角形：卵圆形=3：1，如基因型为AABB、AaBB、AABb、AAbb、aaBB则后代全是三角形果实；如果是aaBb和Aabb，这个株系的果形种类及数量比为三角形：卵圆形=1：1，且数量占F₂数量的$\frac{4}{15}$．
（4）单体荠菜体细胞染色体数为31条，缺少一条染色体根本原因是由于正常植株在形成配子的过程中，一定发生了某对同源染色体未分离或染色体的姐妹染色单体未分配到两个子细胞的异常分裂现象．故答案为：
（1）2    8   $\frac{1}{5}$
（2）三角形：卵圆形=7：9 
（3）3       $\frac{4}{15}$
（4）一对同源染色体未分离或其它染色体的姐妹染色单体未分配到两个子细胞

点评 本题考查基因自由组合定律的相关知识，意在考查学生识记能力、信息的提取与应用能力、通过比较与综合做出合理判断的能力等．