Question

4．报春花的花色白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）是一对相对性状，这对性状由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制．显性基因A控制合成的酶可以把白色素合成黄色锦葵色素；显性基因B可抑制显性基因A的表达，其生化机制如图所示．为了培育出能稳定遗传的黄色品种，某同学用两纯种白花植株设计杂交育种方案如下：①选择基因型为AABB和aabb的两个品种进行杂交获得F₁；②让F₁植株自交获得F₂；③从F₂植株中选择开黄花的个体进行自交留种；④重复步骤③若干代，直到后代不再出现性状分离为止．
根据上述实验，回答相关问题：
（1）控制该花色遗传的两对基因是否遵循基因自由组合定律？是 （填“是”或“否”）．
（2）F₂中开黄花与白花的植株之比为3：13．开黄花的F₂植株自交，后代中开黄花的纯合子占全部F₃植株的$\frac{1}{2}$．
（3）上述方案利用的遗传学原理是基因重组，但具有育种周期过长的缺点，若采用单倍体育种（育种方法）则能够克服这一缺点．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：图示为决定报春花花色的生化机制．显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色素的代谢过程，显性基因B存在时可抑制其表达，因此开黄色报春花植株的基因型为A_bb，开白色报春花植株的基因型为A_B_、aaB_、aabb．

解答 解：（1）根据图形分析可知，控制报春花花色遗传的两对基因分别位于两对同源染色体上，遵循基因自由组合定律．
（2）F₁AaBb自交后代得F₂，F₂中白花A_B_：黄花A_bb：白花aaB_：白花aabb=9：3：3：1，故开黄花与白花的植株之比为3：13．开黄花的F₂植株$\frac{1}{3}$AAbb或$\frac{2}{3}$Aabb自交，后代中开黄花的纯合子AAbb占全部F₃植株的$\frac{1}{3}$+$\frac{1}{4}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{1}{2}$．
（3）上述方案属于杂交育种，利用的原理是基因重组，但具有育种周期过长的缺点，若采用单倍体育种方法则能够克服这一缺点．
故答案为：
（1）是
（2）3：13      $\frac{1}{2}$
（3）基因重组        单倍体育种

点评 本题结合图解，考查基因自由组合定律的实质及应用，要求学生掌握基因自由组合定律的实质，能根据报春花花色的决定图解，判断黄花和白花相应的基因型，再用逐对分析计算相关概率，难度适中．