Question

10．已知豌豆的高莖對矮莖為顯性，由5號染色體上一對等位基因（D，d）控制，將某純合高莖植株A經(jīng)X射線照射后再與矮莖植株雜交，發(fā)現(xiàn)子代有高莖植株765株，矮莖植株2株（矮莖 植株 B）．為研究矮莖植株B出現(xiàn)的原因，讓矮莖植株B與正常純合的高莖植株C雜交得 F₁，F(xiàn)₁自交得F₂．請回答：
（1）假設一：X射線照射導致高莖植株A發(fā)生了基因突變．若此假設成立，則F₁的基因型為Dd； F₂中高莖植株與矮莖植株的比例為3：1．
（2）假設二：X射線照射導致高莖植株A的5號染色體部分斷裂，使含有基因D的片段缺失（注：一條染色體部分片段缺失的個體能生存，兩條同源染色體皆有相同部分片段缺失的個體死亡）．若此假設成立，則F₁的基因型有2種，F(xiàn)₁的表現(xiàn)型為全部為高株；子一代自交得到的F₂中高莖植株與矮莖植株的比例為6：1．
（3）為驗證假設二是否正確．最好選擇矮莖植株B（高莖植株A/矮莖植株B/高莖植株C）的根尖制成裝片，在顯微鏡下觀察有絲分裂中期（填分裂方式及分裂時期）的5號染色體形態(tài)．

Answer 1

分析 已知豌豆的高莖對矮莖為顯性．且親本純合高莖植株A的基因型為DD，矮莖植株的基因型為dd．雜交后，發(fā)現(xiàn)子代有高莖植株765株，矮莖植株2株（矮莖植株B）．矮莖植株B可能是基因突變產生的，也可能是染色體變異后產生的，答題的關鍵是扣住基因突變和染色體變異的區(qū)別．

解答 解：（1）假設一是基因突變，基因突變是指DNA分子中堿基對的增添、缺失和替換等，其實質是基因結構的改變．高莖植株A變異后與矮莖植株（dd）雜交，后代有矮莖植株出現(xiàn)，說明高莖植株A的基因型為Dd，矮莖植株的基因型為dd．矮莖植株B（dd）與正常純合的高莖植株C（DD）雜交，F(xiàn)₁的基因型為Dd；F₁自交得到F₂，F(xiàn)₂中高莖植株與矮莖植株的比例為3：1．
（2）假設二是染色體變異，即高莖植株A的一條染色體缺失含有基因H的片段，因此其能產生2種配子，一種配子含有基因d，另一種配子5號染色體斷裂缺失含D的片段．矮莖植株B（dd）與正常純合的高莖植株C（DD）雜交，F(xiàn)₁有兩種基因型（比例相等）：Dd和D-，均表現(xiàn)為高株；Dd自交得到的F₂有：DD：Dd：dd=1：2：1，高株$\frac{3}{4}$，矮珠$\frac{1}{4}$．D-自交，由于兩條染色體缺失相同的片段的個體死亡，所以F₂中DD：D-=1：2，全為高株．故F₂中高株所占比例應$\frac{6}{7}$，矮珠所占比例應$\frac{1}{7}$．所以高株：矮珠=6：1
（3）基因突變是點突變，在顯微鏡下無法觀察到，而染色體變異可在顯微鏡下觀察到，所以假設二可以通過細胞學的方法來驗證，即在顯微鏡下觀察矮莖植株B細胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中的染色體．如果觀察減數(shù)分裂時的細胞，可以觀察聯(lián)會的5號染色體是否相同；如果觀察有絲分裂時的細胞，應選擇中期的細胞進行觀察，因為此時染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰，然后可以通過染色體組型分析比較5號染色體是否相同．
故答案為：
（1）Dd        3：1
（2）2        全部為高株       6：1
（3）矮莖植株B       有絲分裂中期

點評 本題考查基因分離規(guī)律、基因突變和染色體變異的應用，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；能理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界中的一些生物學問題的能力．