Question

4．某多年生植物的性別是由性染色體XY決定的，現(xiàn)有一對(duì)相對(duì)性狀高莖（A）與矮莖（a）．但不知道其基因在常染色體還是在性染色體，于是進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)．可供選擇的雜交實(shí)驗(yàn)材料有：純合雌性高莖、雌性矮莖、純合雄性高莖、雄性矮莖．
（1）若通過一次雜交實(shí)驗(yàn)分析控制該性狀的基因是位于常染色體上還是位于Ⅰ片段上，應(yīng)選擇的雜交組合是雌性矮莖，雄性純合高莖．若子代雌性表現(xiàn)高莖，雄性表現(xiàn)矮莖，表明控制該性狀的基因位于Ⅰ片段上．
（2）若選擇雌性矮莖與純合雄性高莖雜交，子代雌性、雄性都表現(xiàn)為高莖，不能（能/否）確定其基因的位置，理由是位于常染色體和XY同源區(qū)段Ⅱ上子代雌雄都表現(xiàn)為顯性．為了進(jìn)一步探究，最簡(jiǎn)便的辦法是選擇F₁的雄性高莖個(gè)體與X^aX^a或aa雌性（基因型），再進(jìn)行雜交，若F₂中雌性表現(xiàn)全為矮莖，雄性表現(xiàn)全為高莖，表明控制該性狀的基因位于Ⅱ片段上．
（3）從題干所給的材料分析，控制該性狀的基因不能（能/否）位Ⅲ片段上，原因是若在Ⅲ片段上，雌性個(gè)體不可能有該性狀的表現(xiàn)．若控制生物一對(duì)性狀的基因位于Ⅱ片段上，則一個(gè)比較大的種群中其基因型最多有7種．
（4）若是人類遺傳病，則Ⅰ片段上的單基因遺傳病，男性患病率高于女性患者的是隱性（顯性、隱性）遺傳病．

Answer 1

分析 1、分析題意可知，該植物的性別決定是XY型，圖中，Ⅰ是X染色體的非同源區(qū)段，Ⅱ是X、Y染色體的同源區(qū)段，Ⅲ是Y染色體的非同源區(qū)段，如果基因位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)段上，該基因的遺傳與性別相關(guān)聯(lián)，位于Ⅲ區(qū)段上，表現(xiàn)為限雄性遺傳，即該基因不存在于雌性個(gè)體中．
2、解答該題的方法是用假說演繹法，先假定基因的位置，根據(jù)遺傳規(guī)律進(jìn)行推理、寫出雜交后代的基因型、表現(xiàn)型及比例關(guān)系，然后進(jìn)行進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）如果基因位于常染色體上，則植物的株高在性別之間沒有差別，用矮莖雌株的基因型是aa，純合高莖雄株的基因型是AA，二者雜交，后代的基因型是Aa，不論雌株還是雄株，都表現(xiàn)為高莖；如果基因位于Ⅰ區(qū)段，Ⅰ區(qū)段是X染色體的非同源區(qū)段，則植物株高的遺傳與性別相關(guān)聯(lián)，矮莖雌株的基因型是X^aX^a，高莖雄株的基因型XAY，二者雜交后代的基因型是X^AX^a、X^aY，前者表現(xiàn)為高莖雌株，后者表現(xiàn)為矮莖雄株．
（2）若選擇雌性矮莖與純合雄性高莖雜交，子代雌性、雄性都表現(xiàn)為高莖，則基因可能位于常染色體上，也可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段上；如果位于常染色體上，則親本基因型是AA、aa，子一代的基因型是Aa，子一代Aa與親代aa測(cè)交，后代的基因型是Aa、aa，不論雌株還是雄株，測(cè)交后代的高莖與矮莖之比是1：1；如果位于X、Y染色體的同源區(qū)段上，則親本基因型是X^aX^a、X^AY^A，雜交后的基因型是X^AX^a、X^aY^A，F(xiàn)₁的雄性高莖個(gè)體的基因型是X^aY^A，與X^aX^a測(cè)交，測(cè)交后代的基因型是X^aY^A、X^aX^a，
前者是雄株高莖，后者是雌株矮莖．
（3）由題意知，雌性個(gè)體存在高莖和矮莖植株，因此控制株高的基因不可能存在于Y染色體的非同源區(qū)段上若控制生物一對(duì)性狀的基因位于Ⅱ片段上，則一個(gè)比較大的種群中其基因型最多有X^AX^A、X^AX^a、X^aX^a、X^AY^A、X^AY^a、X^aY^a、X^aY^A共7種基因型．
（4）若是人類遺傳病，則Ⅰ片段上的單基因遺傳病，則該遺傳病是X染色體上的單基因遺傳，X染色體上的單基因顯性遺傳病女患者多于男患者，X染色體上的單基因隱性遺傳病男患者多于女患者．
故答案為：
（1）矮莖    純合高莖    高莖   矮莖
（2）不能  位于常染色體和XY同源區(qū)段Ⅱ上子代雌雄都表現(xiàn)為顯性    X^aX^a或aa    矮莖   高莖
（3）不能  若在Ⅲ片段上，雌性個(gè)體不可能有該性狀的表現(xiàn)     7種 
（4）隱性

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是基因的分離定律，植物的性別決定和伴性遺傳，旨在考查學(xué)生分析題圖獲取信息的能力，理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，理解假說演繹法探究生物學(xué)問題的一般思路和方法并應(yīng)用相關(guān)方法設(shè)計(jì)遺傳實(shí)驗(yàn)、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、獲取結(jié)論的能力．