Question

10．已知豌豆的高莖對(duì)矮莖為顯性，由5號(hào)染色體上一對(duì)等位基因（D，d）控制，將某純合高莖植株A經(jīng)X射線(xiàn)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(qǐng)回答：
（1）假設(shè)一：X射線(xiàn)照射導(dǎo)致高莖植株A發(fā)生了基因突變．若此假設(shè)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(shè)二：X射線(xiàn)照射導(dǎo)致高莖植株A的5號(hào)染色體部分?jǐn)嗔�，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(gè)體能生存，兩條同源染色體皆有相同部分片段缺失的個(gè)體死亡）．若此假設(shè)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(yàn)證假設(shè)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(guān)察有絲分裂中期（填分裂方式及分裂時(shí)期）的5號(hào)染色體形態(tài)．

Answer 1

分析 已知豌豆的高莖對(duì)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(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．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(shuō)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(shè)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(chǎn)生2種配子，一種配子含有基因d，另一種配子5號(hào)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(gè)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(yīng)$\frac{6}{7}$，矮珠所占比例應(yīng)$\frac{1}{7}$．所以高株：矮珠=6：1
（3）基因突變是點(diǎn)突變，在顯微鏡下無(wú)法觀(guān)察到，而染色體變異可在顯微鏡下觀(guān)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(guān)察矮莖植株B細(xì)胞有絲分裂或減數(shù)分裂過(guò)程中的染色體．如果觀(guān)察減數(shù)分裂時(shí)的細(xì)胞，可以觀(guān)察聯(lián)會(huì)的5號(hào)染色體是否相同；如果觀(guān)察有絲分裂時(shí)的細(xì)胞，應(yīng)選擇中期的細(xì)胞進(jìn)行觀(guān)察，因?yàn)榇藭r(shí)染色體的形態(tài)和數(shù)目最清晰，然后可以通過(guò)染色體組型分析比較5號(hào)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(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(guān)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．