Question

20．在某XY型植物（核型2n）中，控制抗病（A）与易感病（a）、高茎（B）与矮茎（b）的基因分别位于两对常染色体上．
（1）两株植物杂交，F₁中抗病矮茎出现的概率为$\frac{3}{8}$，则两个亲本的基因型为AaBb、Aabb．
（2）让纯种抗病高茎植株与纯种易感病矮茎植株杂交得F₁，F₁随机交配，若含a基因的花粉有一半死亡，则F₂中抗病植株的比例为$\frac{5}{6}$．与F₁相比，F₂中B基因的基因频率不变（填“变大”、“变小”或“不变”），该种群是否发生了进化？是（填“是”或“否”）
（3）为判定（2）中F₂中某一抗病矮茎植株的基因型，请在不用其他植株，不用基因测序的情况下，设计实验研究．请以杂合子为例，用遗传图解配以文字说明判定过程．
（4）用X射线照射纯种高茎个体的花粉后，人工传粉至多株纯种矮茎个体的雌蕊柱头上，在不改变种植环境的条件下，得F₁共1812株，其中出现了一株矮茎个体，这说明人工诱变可以提高突变频率．推测该矮茎个体出现的原因可能有：高茎基因B突变为矮茎基因b、含高茎基因B的染色体片段缺失．

Answer 1

分析 根据题意已知控制抗病（A）与易感病（a）、高茎（B）与矮茎（b）的基因分别位于两对常染色体上，按照自由组合定律答题．F₁中抗病矮茎（A_bb）出现的概率为$\frac{3}{8}$，则后代A_的概率为$\frac{3}{4}$，bb的概率为$\frac{1}{2}$，因此亲本的基因型为AaBb、Aabb，据此答题．

解答 解：（1）F₁中抗病矮茎（A_bb）出现的概率为$\frac{3}{8}$（$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$），则后代A_的概率为$\frac{3}{4}$，bb的概率为$\frac{1}{2}$，因此亲本的基因型为AaBb、Aabb．
（2）让纯种抗病高茎植株与纯种易感病矮茎植株杂交得F₁，F₁自交时，产生AB、Ab、aB、ab4种比例相等的雌雄配子．若含a基因的花粉有一半死亡，则雄配子的比例为AB：Ab：aB：ab=2：2：1：1．因此，F₂代的表现型及其比例是抗病高茎：抗病矮茎：易感病高茎：易感病矮茎=15：5：3：1，即中抗病植株的比例为$\frac{5}{6}$．与F₁代相比，F₂代中，B基因的基因频率不变，但由于A、a基因的频率发生了改变，所以该种群发生了进化．
（3）第（2）题中F₂中某一抗病矮茎植株的基因型为AAbb或Aabb，可以用花药离体培养分确定其基因型：
若是杂合子，后代发生性状分离，出现易感病矮茎植株，反之为纯合子．

（4）纯种高茎的基因型为BB，与矮茎bb杂交，后代应该全部是Bb高茎，其中出现了一株矮茎个体bb，可能是高茎基因B突变为矮茎基因b，也可能是含高茎基因B的染色体片段缺失．基因突变可以提高突变频率（或基因的突变率和染色体的畸变率）．
故答案为：
（1）AaBb、Aabb  
（2）$\frac{5}{6}$  不变  是
（3）

比例    1：1
说明：可用单倍体育种方法检测，若后代出现易感病矮茎植株，则基因型为Aabb，反之，则为AAbb．
（4）突变频率（或基因的突变率和染色体的畸变率）高茎基因B突变为矮茎基因b  含高茎基因B的染色体片段缺失

点评 本题考查基因的自由组合定律、染色体结构的变异、基因频率的变化等相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．