Question

5．请分析回答下列有关生物遗传、变异、进化和细胞增殖问题：
（1）野茉莉是一种雌雄同花的植物，其花色形成的生化途径如下图所示，5对等位基因独立遗传，显性基因控制图示相应的生化途径，若为隐性基因，相应的生化途径不能进行，且C基因与D基因间的相互影响不考虑．（注：红色和蓝色色素均存在时表现为紫色，黄色和蓝色色素均存在时表现为绿色，三种色素均不存在时表现为白色．）

①野茉莉花共有243种基因型．
②若要验证基因自由组合定律，能否利用基因型为AabbccDdee的个体自交来验证，为什么？不能 因为D和d这对等位基因对性状分离无影响
③将基因型为AaBbccDDEE的植株与隐性纯合体测交，后代的表现型及比例为紫色：绿色：蓝色=1：1：2．
（2）某二倍体植物的花色有红花和白花两种，由位于常染色体上的等位基因B和b控制．已知白花植株不育．现利用红花植株进行系列实验，结果如表．请回答：

实验1：红花植株自交	结果：F1红花：白花=1：1
实验2：F1红花植株的花粉离体培养→秋水仙素处理所获得的幼苗	结果：全为白花

①让红花植株自交，子一代中基因B的频率为25%．
②科研人员发现实验2中用秋水仙素处理幼苗获得的二倍体植株中，存在“嵌合体”的问题，即植株中有的细胞中有1个染色体组，有的细胞中有2个染色体组，造成此问题的原因最可能是细胞分裂不同步．
（3）动物体细胞中某对同源染色体多出 1条的个体称为“三体”．研究发现，该种动物产生的多1条染色体的雌配子可育，而多1条染色体的雄配子不可育．该种动物的尾形由常染色体上的等位基因 R、r 控制，正常尾对卷曲尾为显性．有人在一个种群中偶然发现了一只卷曲尾的雌性个体，其10号常染色体多出 1 条，其余染色体均正常． （注：“三体”细胞在减数分裂过程中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任一极． ）
①该雌性“三体”形成的原因是参与受精作用过程的雌配子异常所致，这种变异属于可遗传变异中的染色体（数目）变异．
②欲判断基因 R、r 是否位于 10 号常染色体上，可让这只卷曲尾的雌性“三体”与纯合的正常尾雄性个体杂交得F₁，再让F₁雌雄个体自由交配得F₂． 若F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为13：5，则基因 R、r 位于 10 号常染色体上；若F₂正常尾个体与卷曲尾个体的比例为3：1，则基因 R、r 位于其他常染色体上．
（4）用显微镜观察二倍体动物初级精母细胞分裂中期，若从细胞一极观察，则可见染色体的排列情况是下面图中的D（从A-D中选择填写）

Answer 1

分析 分析图形：具有E基因为蓝色；具有A基因或C基因为黄色；同时具有A和B基因或C和B基因时为红色；红色和蓝色色素均存在时表现为紫色；黄色和蓝色色素均存在时表现为绿色；三种色素均不存在时表现为白色、只有D基因时也为白色．
分析表格：红花植株自交，后代发生性状分离，同时出现红花和白花，说明红花对白花是显性性状，且红花植株是杂合子，基因型为Bb，红花植株自交后代的性状分离比是1：1，不是3：1，相当于测交实验，即可能是红花植株产生的含有B基因的花粉或卵细胞不活；分析是实验2：F₁红花植株（Bb）的花粉离体培养→秋水仙素处理所获得的幼苗，全是白花植株（bb），说明含有B的花粉致死．

解答 解：（1）①野茉莉是一种雌雄同花的植物，其花色形成由5对等位基因独立遗传控制的，则野茉莉共有3⁵=243种基因型，表现型有6种，即蓝色、黄色、白色、绿色、紫色．
②对于基因型为AabbccDdee的个体而言，因为D和d这对等位基因对性状分离无影响，因此不能用自交来验证基因自由组合定律．
③将基因型为AaBbccDDEE的植株与隐性纯合体aabbccddee测交，后代的基因型为：AaBbccDdEe（紫色）：AabbbbDdEe（绿色）：aaBbccDdEe（蓝色）：aabbccDdEe（蓝色）=1：1：1：1，即表现型及比例为紫色：绿色：蓝色=1：1：2．
（2）①红花植株自交，子代的基因型及比例是Bb：bb=1：1，B的基因频率=50%÷2=25%．
②科研人员发现实验2中用秋水仙素处理幼苗获得的二倍体植株中，存在“嵌合体”的问题，即植株中有的细胞中有1个染色体组，有的细胞中有2个染色体组，最可能的原因是细胞分裂不同步．
（3）①该雌性“三体”形成的原因是参与受精作用过程的雌配子异常所致，这种变异属于可遗传变异中的染色体变异．
②②亲本应是rrr和RR，子一代中雌雄各有$\frac{1}{2}$Rr和 $\frac{1}{2}$Rrr，对于雌性个体都是可育的，所产生的配子有 $\frac{4}{12}$R、$\frac{2}{12}$Rr $\frac{5}{12}$r、$\frac{1}{12}$rr，而在雄性个体中$\frac{2}{12}$Rr和$\frac{1}{12}$rr是不可育的，因此雄性个体产生的配子是$\frac{4}{9}$R和$\frac{5}{9}$r，自由交配后卷尾是：$\frac{5}{12}$×$\frac{5}{9}$+$\frac{1}{12}$×$\frac{5}{9}$=$\frac{5}{18}$，因此正常尾：卷尾=13：5，说明是在10号染色体上．如果不是位于10号染色体上，亲本基因型应是雌性000rr，雄性是00RR，子一代中有雌雄各有$\frac{1}{2}$00Rr和$\frac{1}{2}$000Rr，雌性产生的配子有$\frac{3}{8}$OR，$\frac{3}{8}$Or，$\frac{1}{8}$OOR，和$\frac{1}{8}$OOr，在雄性个体中不正常的配子不可育，因此就剩余$\frac{1}{2}$OR和$\frac{1}{2}$Or，$\frac{3}{8}$自由交配后卷尾是$\frac{3}{8}$×$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{8}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{4}$，因此正常尾：卷尾=3：1，说明不在10号染色体上．
（4）A、从平面角度分析，同源染色体成对排列在赤道板上，处于减数第一次分裂的中期，A错误；
B、从平面角度分析，同源染色体两两配对，处于减数第一次分裂的前期，B错误；
C、从细胞的一极观察，排列在细胞中央的染色体是一个平面投影，占满整个细胞的中央，处于有丝分裂中期，C错误；
D、细胞的一极观察，染色体数目减半，是由于同源染色体成对排列在赤道板两侧，另一半染色体不能观察到，所以处于减数第一次分裂的中期，D正确．
故选：D．
故答案为：
（1）①243   ②不能      因为D和d这对等位基因对性状分离无影响   ③紫色：绿色：蓝色=1：1：2
（2）①25%       ②细胞分裂不同步
（3）①雌    染色体（数目）变异   ②13：5    3：1
（4）D

点评 此题有一定的难度，重点理解三对等位基因位于一对同源染色体上和三对等位基因位于三对同源染色体上而出现的不同结果．