Question

16．玉米的紫株和綠株由6號(hào)染色體上一對(duì)等位基因（N，n）控制，正常情況下紫株與綠株雜交，子代均為紫株．某科學(xué)家用X射線照射紫株A后再與綠株雜交，發(fā)現(xiàn)子代有紫株732株、綠株2株（綠株B）．為研究綠株B出現(xiàn)的原因，她讓綠株B與正常純合的紫株C雜交，F(xiàn)₁再嚴(yán)格自交得F₂，觀察F₂的表現(xiàn)型及比例，并做相關(guān)分析．
（1）假設(shè)一：X射線照射紫株A導(dǎo)致其發(fā)生了基因突變．基因突變的實(shí)質(zhì)是堿基對(duì)的增添、替換和缺失．
如果此假設(shè)正確，則F₁的基因型為Nn；F₁自交得到的F₂中，紫株所占的比例應(yīng)為$\frac{3}{4}$．
（2）假設(shè)二：X射線照射紫株A導(dǎo)致其6號(hào)染色體斷裂，含有基因N在內(nèi)的片段丟失（注：一條染色體片段缺失不影響個(gè)體生存，兩條染色體缺失相同的片段個(gè)體死亡）．如果此假設(shè)正確，則綠株B能產(chǎn)生2種配子，F(xiàn)₁自交得到的F₂中，紫株所占比例應(yīng)為$\frac{6}{7}$．
（3）利用細(xì)胞學(xué)方法可以驗(yàn)證假設(shè)二是否正確．操作時(shí)可以選擇如圖中的綠株B植株，在顯微鏡下對(duì)其減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期細(xì)胞的染色體進(jìn)行觀察和比較．

Answer 1

分析 正常情況下，玉米的紫株與綠株雜交所得到的子代均為紫株，說(shuō)明紫株相對(duì)于綠株為顯性性狀，且親本中紫株的基因型為NN，綠株的基因型為nn．綠株B可能是基因突變產(chǎn)生的，也可能是染色體變異后產(chǎn)生的，答題的關(guān)鍵是扣住基因突變和染色體變異的區(qū)別．

解答 解：（1）假設(shè)一是基因突變，基因突變是指DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失和替換等，其實(shí)質(zhì)是基因結(jié)構(gòu)的改變．紫株A變異后與綠株（nn）雜交，后代有綠株出現(xiàn)，說(shuō)明紫株A的基因型為Nn，綠株B的基因型為nn．綠株B（nn）與正常純合的紫株C（NN）雜交，F(xiàn)₁的基因型為Nn；F₁自交得到F₂，F(xiàn)₂中紫株（N_）所占的比例應(yīng)為$\frac{3}{4}$．
（2）假設(shè)二是染色體變異，即綠株B的一條染色體缺失含有基因N的片段，因此其能產(chǎn)生2種配子，一種配子含有基因n，另一種配子6號(hào)染色體斷裂缺失含N的片段．綠株B與正常純合的紫株C（NN）雜交，F(xiàn)₁有2種基因型（比例相等）：Nn和缺失一條染色體片段的紫株，均表現(xiàn)為紫株；F₁自交得到的F₂，由于兩條染色體缺失相同的片段的個(gè)體死亡，所以F₂中紫株所占比例應(yīng)為$\frac{6}{7}$．
（3）基因突變是點(diǎn)突變，在顯微鏡下無(wú)法觀察到，而染色體變異可在顯微鏡下觀察到，所以假設(shè)二可以通過(guò)細(xì)胞學(xué)的方法來(lái)驗(yàn)證，即在顯微鏡下觀察綠株B細(xì)胞減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體．如果觀察減數(shù)分裂時(shí)的細(xì)胞，可以在顯微鏡下對(duì)其減數(shù)第一次分裂四分體時(shí)期細(xì)胞的進(jìn)行觀察，即觀察聯(lián)會(huì)的6號(hào)染色體是否相同．
故答案為：
（1）堿基對(duì)的增添、替換和缺失      Nn    $\frac{3}{4}$
（2）2            $\frac{6}{7}$
（3）二             四分體時(shí)

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因分離規(guī)律、基因突變和染色體變異的應(yīng)用，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力；能理論聯(lián)系實(shí)際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決自然界中的一些生物學(xué)問(wèn)題的能力．