Question

【题目】现有某种雌雄异株的二倍体植物（2N=12，其中常染色体为1-V），其高茎与矮茎、红花与白花、圆粒与皱粒各受一对等位基因控制。研究人员用高茎红花圆粒雌株与矮茎红花圆粒雄株杂交，F1表现型及比例如下表。

F1	高茎：矮茎	红花：白花	圆粒：皱粒
1/2雌性	1∶1	2∶0	3∶1
1/2雄性	1∶1	1∶1	3∶1

（1）通过分析可以确定，属于显性性状的是___________。该植物的花色和粒型基因的遗传是否遵循自由组合定律（不考虑XY染色体的同源区段），请说明理由：______________。

（2）若已知株高基因位于常染色体上且高茎为显性，当每天光照时间大于18小时时，矮茎雌性植株会发生性反转现象，而雄性没有这种现象。让F1中高茎雌雄植株杂交，在每天20小时光照条件下，后代雌雄比例为___________。

（3）若该植物每一对常染色体都可形成可育的三体，现有纯合的圆粒、皱粒植株以及一系列纯合的三体圆粒植株（简称为三体I、三体Ⅱ……三体V）若干，请从中选择材料设计实验探究粒型基因位于哪一对常染色体上。

①实验过程：

步骤1：取皱粒植株与_______________________________________________________杂交，得F1；

步骤2：取F1中三体植株_________________________________，统计后代种子的粒型和比例。

②结果

若_______________________________________________________，则粒型基因位于该对常染色体上；

若_______________________________________________________，则粒型基因不位于该对常染色体上。

Answer 1

【答案】红花、圆粒 控制粒形的基因位于常染色体上，而控制花色的基因位于X染色体上，因此该植物的粒型和花色基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律 3∶5 系列纯合的三体圆粒植株杂交 与正常皱粒植物杂交 后代圆粒∶皱粒=5∶1 后代圆粒∶皱粒=1∶1

【解析】

分析表格中的信息可知，在实验中，圆粒雌株与圆粒雄株交配，后代无论雌雄圆粒∶皱粒=3∶1，发生性状分离，说明圆粒对皱粒是显性；且后代中无论雌雄个体都是3∶1的性状分离比，说明该植物的控制粒形的基因位于常染色体上，假设控制该性状的基因用A、a表示；而红花雌株与红花雄株杂交，后代中雄株既有红花又有白花，发生性状分离，说明红花为显性性状，且只有雄株出现白花，而雌株只有红花，说明该植物控制花色的基因位于X染色体上，Y染色体无对应的等位基因，假设控制该性状的基因用B、b表示。

（1）根据以上分析控制题干中植物的性状中确定属于显性性状的是红花、圆粒。又有控制粒形的基因位于常染色体上，而控制花色的基因位于X染色体上，因此该植物的粒型和花色基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。

（2）根据题意可知，株高基因位于常染色体上，高茎为显性性状，假设控制该性状的基因为D、d，由于子一代中高茎∶矮茎=1∶1，则亲代的基因型为：高茎雌株Dd、矮茎雄株dd，那么F1的基因型及表现型为Dd高茎、dd矮茎，让F1中的高茎植株（Dd）相互杂交，则后代中（D_）高茎，（dd）矮茎。在每天20小时光照条件下，矮茎（dd）雌性植株会发生性反转现象，而雄性没有这种现象。所以后代中（dd）矮茎全部表现为雄株，因此后代中雌雄比例为（）∶（）=3∶5。

（3）根据分析，假设控制该性状的基因用A、a表示，根据题干信息设计实验过程，①步骤1：取皱粒植株与系列纯合的三体圆粒植株杂交，得F1；步骤2：取F1中三体植株与正常皱粒植物杂交，统计后代种子的粒型和比例。②若该粒型基因位于该对常染色体，亲本aa（皱粒）×AAA（三体圆粒），F1基因型为AAa和Aa，让F1中三体（AAa）与正常皱粒（aa）杂交，AAa减数分裂产生配子的种类及比例为：AA∶Aa∶A∶a=1∶2∶2∶1，所以后代圆粒∶皱粒=5∶1；若该粒型基因位不于该对常染色体，亲本aa（皱粒）×AA（三体圆粒），F1基因型为Aa，让F1中三体（Aa）与正常皱粒（aa）杂交，后代圆粒∶皱粒=1∶1。