Question

10．洋蔥（2n=16）鱗莖的紫色和白色由一對等位基因$\frac{A}{a}$控制，其中，紫色洋蔥是生物學(xué)中常用的基本實(shí)驗(yàn)材料，它的葉分為兩種：管狀葉伸展于空中，進(jìn)行光合作用；鱗片葉層層包裹形成鱗莖，富含營養(yǎng)物質(zhì)．下面以洋蔥為材料進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．請回答以下有關(guān)問題：
（1）若分離綠葉中的色素，所用的實(shí)驗(yàn)材料是管狀葉．分離色素依據(jù)的實(shí)驗(yàn)原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度也不同．
（2）觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原所用的最佳材料是（紫色）洋蔥鱗片葉外表皮．該實(shí)驗(yàn)的自變量是不同濃度的外界溶液（清水和蔗糖溶液）．
（3）若觀察細(xì)胞的有絲分裂，所用的理想材料為根尖分生區(qū)組織細(xì)胞，該實(shí)驗(yàn)的主要操作流程是取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察．（用文字和箭頭填空）
（4）又有人利用洋蔥進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①實(shí)驗(yàn)一：紫色洋蔥與白色洋蔥雜交，F(xiàn)₁全為紫色，F(xiàn)₁自交所得F₂表現(xiàn)型比為紫色：白色=3：1．說明洋蔥鱗莖顏色性狀中，白色對紫色為隱性．
②實(shí)驗(yàn)二：已知當(dāng)不含A基因時(shí)，另一對等位基因$\frac{B}$也會影響鱗莖的顏色．紫色洋蔥與白色洋蔥雜交，F(xiàn)₁全為紫色，F(xiàn)₁自交所得F₂的表現(xiàn)型比為紫色：黃色：白色=12：3：1．F₁的基因型為AaBb，F(xiàn)₂紫色洋蔥中雜合子所占的比例為$\frac{5}{6}$．
③將實(shí)驗(yàn)三F₁中的一株紫色洋蔥進(jìn)行誘變處理，連續(xù)多代營養(yǎng)繁殖后，得到洋蔥品系X，觀察其根尖細(xì)胞有絲分裂中期含有16條染色體．讓洋蔥X與實(shí)驗(yàn)二中正常的F₁雜交，所得后代的表現(xiàn)型比為紫色：黃色：白色=6：1：1．
Ⅰ．有人據(jù)此推測洋蔥X的B基因發(fā)生了突變．為驗(yàn)證此推測，請?jiān)O(shè)計(jì)一步實(shí)驗(yàn)并預(yù)測結(jié)果：讓洋蔥X與白色洋蔥雜交，子代表型比為：紫色：白色=1：1（讓洋蔥X自交，子代表型比為：紫色：白色=3：1）．
Ⅱ．導(dǎo)致這一結(jié)果的原因除了基因突變外，還有可能是B基因所在的染色體片段缺失．

Answer 1

分析 1、洋蔥是比較好的實(shí)驗(yàn)材料：
①洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞觀察植物細(xì)胞的有絲分裂；
②洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞，色素含量較多，用于觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原；
③洋蔥的綠葉做葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，葉肉細(xì)胞做細(xì)胞質(zhì)流動實(shí)驗(yàn)．
④洋蔥的內(nèi)表皮細(xì)胞顏色淺、由單層細(xì)胞構(gòu)成，適合觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布狀況．
2、在“觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布狀況”和“觀察有絲分裂”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，都用到了鹽酸，它在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用分別是：用甲基綠和吡羅紅檢測DNA和RNA在細(xì)胞中的分布實(shí)驗(yàn)中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，將染色體上的DNA和蛋白質(zhì)分離，便于染色劑與DNA結(jié)合；觀察細(xì)胞有絲分裂中，用酒精和鹽酸的混合液進(jìn)行解離，目的是使組織細(xì)胞分散開來．

解答 解：（1）題干中“管狀葉伸展于空中，進(jìn)行光合作用”說明含有葉綠體，則提取和分離綠葉中的色素，所用的實(shí)驗(yàn)材料是管狀葉，含有色素較多，將色素分離的實(shí)驗(yàn)其原理是不同色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度也不同．
（2）觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離及復(fù)原所用的最佳材料是鱗片葉外表皮，具有紫色液泡，便于觀察；該實(shí)驗(yàn)的目的是觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原，則自變量是清水和蔗糖溶液（不同濃度的外界溶液），在蔗糖溶液中細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，在清水中，發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原．
（3）若觀察有絲分裂，所用的理想材料為洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞，細(xì)胞分裂旺盛，成正方形，排列緊密．臨時(shí)裝片的操作流程解離→漂洗→染色→制片．
（4）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)一可知，紫色洋蔥與白色洋蔥雜交，F(xiàn)₁全為紫色，因此白色對紫色為隱性．
②實(shí)驗(yàn)二，12：3：1是9：3：3：1的變形，F(xiàn)₁中的紫色洋蔥的基因型為AaBb，F(xiàn)₂中紫色洋蔥的基因型可能是A_B_、A_bb或A_B_、aaB_，因此F₂紫色洋蔥中純合子始終為$\frac{2}{16}$，則F₂紫色洋蔥中雜合子所占的比例=（$\frac{12}{16}$-$\frac{2}{16}$）=$\frac{5}{6}$．
③實(shí)驗(yàn)三，將F₁中的一株紫色洋蔥進(jìn)行誘變處理，連續(xù)多代后，得到洋蔥品系X．根據(jù)題意可知，觀察其根尖細(xì)胞有絲分裂中期含有16條染色體，說明細(xì)胞的染色體沒有發(fā)生數(shù)目變異，應(yīng)該是發(fā)生了基因突變．實(shí)驗(yàn)三 F₁中的一株紫色洋蔥的基因型為AaBb，并且營養(yǎng)繁殖不會改變洋蔥的基因型．讓洋蔥X與實(shí)驗(yàn)三中正常的 F₁雜交，所得后代的表型比為紫色：黃色：白色=6：1：1，出現(xiàn)三種顏色表明A基因肯定沒有發(fā)生突變，據(jù)此推測洋蔥X的B基因發(fā)生了突變，即雜交組合為：Aabb×AaBb，后代有6種基因型，A-Bb占$\frac{3}{8}$，A-bb占$\frac{3}{8}$，aaBb占$\frac{1}{8}$，aabb占$\frac{1}{8}$，即紫色：黃色：白色=6：1：1．
Ⅰ．為驗(yàn)證此推測，可設(shè)計(jì)一步實(shí)驗(yàn)并預(yù)測結(jié)果：讓洋蔥X與白色洋蔥雜交Aabb×aabb，子代基因型：Aabb：aabb=1：1，子代表型比為：紫色：白色=1：1或讓洋蔥X自交Aabb×Aabb，子代A-bb：aabb=3：1，子代表型比為：紫色：白色=3：1．
Ⅱ．導(dǎo)致這一結(jié)果的原因除了基因突變外，還有可能是B基因所在的染色體片段缺失．
故答案為：
（1）管狀葉   不同色素在層析液中的溶解度不同，在濾紙上的擴(kuò)散速度也不同
（2）（紫色）洋蔥鱗片葉外表皮    不同濃度的外界溶液（清水和蔗糖溶液） 
（3）解離→漂洗→染色→制片
（4）①隱
②AaBb   $\frac{5}{6}$
③Ⅰ．B   讓洋蔥X與白色洋蔥雜交，子代表型比為：紫色：白色=1：1（讓洋蔥X自交，子代表型比為：紫色：白色=3：1
Ⅱ．B基因所在的染色體片段缺失

點(diǎn)評 本題以洋蔥為素材，考查了遺傳定律的應(yīng)用、有絲分裂的觀察以及生物變異的有關(guān)知識，要求考生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測顯隱性性狀，并能夠利用遺傳定律進(jìn)行相關(guān)概率的計(jì)算，同時(shí)掌握有絲分裂制作過程和目的．