Question

12．某植物为雌雄异花同株，随机受粉，茎有红茎和绿茎两种，由一对等位基因A/a控制，某研究小组进行了如下实验：
实验一：随机选取一株红茎植株，让其自交，F₁中红茎植株：绿茎植株约为3：1．
实验二：随机选取一株绿茎植株，让其自交，F₁全为绿茎植株．
实验三：随机选取30株红茎植株，让其随机传粉，F₁中红茎植株：绿茎植株约为15：1．
请回答以下问题：
（1）根据实验一和三可判断出，红茎和绿茎这一对相对性状中，红茎为显性性状，理由是若红茎为隐性性状，则隐性纯合子自交及随机传粉的后代不可能出现绿茎．
（2）实验三中F₁性状分离比不为3：1，其原因是30株红茎植株中既有纯合子也有杂合子．实验三亲本红茎植株的基因型及其比例为AA：Aa=1：1．
（3）将实验三F₁中的绿茎个体拔掉，让F₁中红茎植株进行随机受粉，得到F₂，理论上，F₂的红茎植株中纯合子所占比例为$\frac{2}{3}$．

Answer 1

分析 1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离的同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合．
2、分析题干中的三个实验：实验一红茎植株自交，F₁中红茎植株：绿茎植株约为3：1，说明红茎对绿茎是显性，且亲本红茎有一对是杂合子．
实验二绿茎植株自交，F₁全为绿茎植株，说明绿茎亲本是纯合子．
实验三随机选取30株红茎植株，让其随机传粉，F₁中红茎植株：绿茎植株约为15：1，说明红茎对绿茎是显性．
3、自交是基因型相同的个体进行交配，自由交配即随机交配，解决自由交配问题时，先以群体为单位写出产生的雌雄配子的类型及比例，再通过雌雄配子随机结合写出子代的基因型及比例，进而判断子代的表现型及比例．

解答 解：（1）由分析可知，实验一和实验三都说明红茎对绿茎想显性性状；原因是实验一和实验三红茎植株随机交配，后代发生性状分离，若红茎为隐性性状，则隐性纯合子自交及随机传粉的后代不可能出现绿茎．
（2）红茎是显性性状，红茎植株的基因型可能是AA，也可能是Aa，实验三中，F₁性状分离比不为3：1，而是15：1，可能是由于30株红茎植株的基因型既有AA、也有Aa，由于绿茎aa的比例是$\frac{1}{16}$，因此雌配子和雄配子中的a的比例是$\frac{1}{4}$，亲本AA：Aa=1：1．
（3）由（2）知，亲本AA：Aa=1：1，产生的配子的类型及比例是A：a=3：1，自由交配后代的基因型及比例是AA：Aa：aa=9：6：1，除掉aa，AA：Aa=3：2，F1红茎产生的配子的类型及比例是A：a=4：1，自由交配后代的基因型及比例是AA：Aa：aa=16：8：1，其中红茎是AA、Aa，纯合子的比例是$\frac{16}{16+8}=\frac{2}{3}$
故答案为：（1）一和三        红茎          若红茎为隐性性状，则隐性纯合子自交及随机传粉的后代不可能出现绿茎（2）30株红茎植株中既有纯合子也有杂合子          AA：Aa=1：1
（3）$\frac{2}{3}$

点评 本题的知识点是基因分离定律的实质，旨在考查学生理解基因分离定律的实质，学会由于分离定律解决自交和自由交配问题．