Question

3．某同學(xué)發(fā)現(xiàn)一種本來開白花的花卉，出現(xiàn)了一株開紫花的植株．他希望培育這種花卉新品種用于觀賞，而上網(wǎng)查閱了這種植物的生長特性和培育要求后，于是將這株開紫花的植株所結(jié)第一代種子全部播種，精心培育，讓其自花授粉，發(fā)現(xiàn)長出的新植株中，卻有近三分之一的植株是開白花的，這當(dāng)然不適于規(guī)�；�、商品化生產(chǎn)．
（1）為了獲得開紫花的純種，請幫這位同學(xué)寫出解決這一問題的實(shí)驗(yàn)程序．以下設(shè)計(jì)程序任選其即可
設(shè)計(jì)程序一：單獨(dú)收集第一代每株紫花植株結(jié)出的種子，分塊獨(dú)立種植、培育，讓其自花授粉，采收沒有白花植株（不發(fā)生性狀分離）的那部分土塊的全部紫花植株所結(jié)的種子即可
設(shè)計(jì)程序二：將獲得的紫色花連續(xù)自交幾代，注意應(yīng)將每次自交后代的紫色花選育后再進(jìn)行自交，逐代淘汰白色花，直至自交后代不發(fā)生性狀分離為止
（2）如果第一代種子長出的新植株全部自花授粉，集中收獲第二代種子．再全部播種，自花授粉，再集中收獲第三代種子．如此循環(huán)播種，收獲．理論上收獲的第3代種子中符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{7}{16}$；第n代符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{1}{2}$（1-$\frac{1}{{2}^{n}}$）．
（3）如果這位同學(xué)將第一代種子長出的新植株中開白花的全部淘汰，只保留開紫花植株，集中收獲全部第二代種子．同樣如此循環(huán)播種，淘汰白花植株，收獲紫花植株的種子．理論上收獲的第3代種子中符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{7}{9}$；第n代符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{{2}^{n}-1}{{2}^{n}+1}$．

Answer 1

分析 1、基因分離定律的實(shí)質(zhì)：在雜合子的細(xì)胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨(dú)立性；生物體在進(jìn)行減數(shù)分裂形成配子時(shí)，等位基因會(huì)隨著同源染色體的分開而分離，分別進(jìn)入到兩個(gè)配子中，獨(dú)立地隨配子遺傳給后代．
2、雜合子（Aa）連續(xù)自交n次后各基因型的比例為：雜合子占$\frac{1}{{2}^{n}}$，純合子占1-$\frac{1}{{2}^{n}}$，其中顯性純合子和隱性純合子各占$\frac{1}{2}$（1-$\frac{1}{{2}^{n}}$）．

解答 解：（1）提高優(yōu)良品種的純度，常用自交法，因此為了獲得開紫花的純種，可將獲得的紫色花連續(xù)自交幾代，注意應(yīng)將每次自交后代的紫色花選育后再進(jìn)行自交，逐代淘汰白色花，直至自交后代不發(fā)生性狀分離為止．
（2）雜合子（Aa）連續(xù)自交n次后各基因型的比例為：雜合子占$\frac{1}{{2}^{n}}$，純合子占1-$\frac{1}{{2}^{n}}$，其中顯性純合子和隱性純合子各占$\frac{1}{2}$（1-$\frac{1}{{2}^{n}}$）．如果第一代種子長出的新植株全部自花授粉，集中收獲第二代種子．再全部播種，自花授粉，再集中收獲第三代種子．如此循環(huán)播種，收獲．理論上收獲的第3代種子中符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{1}{2}$（1-$\frac{1}{{2}^{3}}$）=$\frac{7}{16}$．
（3）雜合子（Aa）連續(xù)自交n次后各基因型的比例為：雜合子占$\frac{1}{{2}^{n}}$，純合子占1-$\frac{1}{{2}^{n}}$，其中顯性純合子和隱性純合子各占$\frac{1}{2}$（1-$\frac{1}{{2}^{n}}$）．如果這位同學(xué)將第一代種子長出的新植株中開白花的全部淘汰，只保留開紫花植株，集中收獲全部第二代種子．同樣如此循環(huán)播種，淘汰白花植株，收獲紫花植株的種子，則第n代符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{AA}{AA+Aa}$=$\frac{\frac{1}{2}（1-\frac{1}{{2}^{n}}）}{\frac{1}{{2}^{n}}+\frac{1}{2}（1-\frac{1}{{2}^{n}}）}$=$\frac{{2}^{n}-1}{{2}^{n}+1}$，因此收獲的第3代種子中符合推廣要求的種子所占比例為$\frac{7}{9}$．
故答案為：
（1）以下設(shè)計(jì)程序任選其即可
設(shè)計(jì)程序一：單獨(dú)收集第一代每株紫花植株結(jié)出的種子，分塊獨(dú)立種植、培育，讓其自花授粉，采收沒有白花植株（不發(fā)生性狀分離）的那部分土塊的全部紫花植株所結(jié)的種子即可
設(shè)計(jì)程序二：將獲得的紫色花連續(xù)自交幾代，注意應(yīng)將每次自交后代的紫色花選育后再進(jìn)行自交，逐代淘汰白色花，直至自交后代不發(fā)生性狀分離為止
（2）$\frac{7}{16}$    $\frac{1}{2}$（1-$\frac{1}{{2}^{n}}$）
（3）$\frac{7}{9}$     $\frac{{2}^{n}-1}{{2}^{n}+1}$

點(diǎn)評 本題考查基因分離定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識(shí)記基因分離定律的實(shí)質(zhì)，能根據(jù)基因分離定律推斷出相應(yīng)的延伸規(guī)律，并進(jìn)行相關(guān)概率的計(jì)算．