Question

3．青蒿的花色表現(xiàn)為白色（只含白色素）和黃色（含黃色色素），是一對相對性狀，由兩對等位基因（A和a，B和b）共同控制，顯性基因A控制以白色素為前體物合成黃色色素的代謝過程，但當(dāng)顯性基因B存在時可抑制其表達(dá)（如圖所示）．據(jù)此回答：

（1）開黃花的青蒿植株的基因型可能是AAbb或Aabb．
（2）現(xiàn)有AABB、aaBB和aabb三個純種白色青蒿品種，為了培育出能穩(wěn)定遺傳的黃色品種，某同學(xué)設(shè)計了如下程序．
Ⅰ．選擇AABB、aabb兩個品種進(jìn)行雜交，得到F₁種子；
Ⅱ．F₁種子種下得F₁植株，F(xiàn)₁隨機(jī)交配得F₂種子；
Ⅲ．F₂種子種下得F₂植株，F(xiàn)₂自交，然后選擇開黃色花植株的種子混合留種；
Ⅳ．重復(fù)步驟Ⅲ若干代，直到后代不出現(xiàn)性狀分離為止．
①F₁植株能產(chǎn)生比例相等的四種配子，原因是A和a、B和b分別位于3號和1號染色體上，產(chǎn)生配子時非同源染色體上的非等位基因自由組合．
②F₂性狀分離比為白色：黃色=13：3．
③F₂植株中在這些開黃花的植株上所結(jié)的種子中黃色純合子占$\frac{1}{2}$．
④有同學(xué)認(rèn)為這不是一個最佳方案，你能在原方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，以縮短培育年限嗎？請設(shè)計最快捷方案．取F₁植株的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理幼苗，成熟后開黃花的植株即為純種．

Answer 1

分析 1、基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，位于非同源染色體上的非等位基因隨非同源染色體的自由組合而發(fā)生自由組合．
2、由題意知，青蒿花色受2對等位基因控制，根據(jù)代謝途徑可知，2對等位基因分別位于2對同源染色體上，因此遵循自由組合定律，且A_bb能產(chǎn)生黃色色素，表現(xiàn)為黃花，由于B抑制A表達(dá)，因此A_B_開白花，aaB_、aabb也是白花．

解答 解：（1）由代謝途徑可知，A_bb能產(chǎn)生黃色色素，開黃花，包括AAbb、Aabb兩種．
（2）能穩(wěn)定遺傳的黃色品種的基因型是AAbb，三個純種的基因型是AABB、aaBB、aabb，利用三個純種培育黃花品系，雜交子代必須同時含有A、b基因，因此選擇的親本的基因型應(yīng)該是AABB、aabb，雜交子一代的基因型是AaBb，讓著子一代自交得到子二代，子二代中黃色植株的基因型是A_bb，其中AAbb能穩(wěn)定遺傳，Aabb不能穩(wěn)定遺傳，需要連續(xù)自交，提高純合度．
Ⅰ由于AABB、aabb雜交子一代同時含有A、b基因，因此選擇AABB×aabb，得到子一代；
ⅡⅡ．F₁種子種下得F₁植株，F(xiàn)₁隨機(jī)交配得F₂種子；
Ⅲ．F₂種子種下得F₂植株，F(xiàn)₂自交，然后選擇開黃色花植株的種子混合留種；
Ⅳ．重復(fù)步驟Ⅲ若干代，直到后代不出現(xiàn)性狀分離為止．
①雜交子一代的基因型是AaBb，由于2對等位基因分別位于2對同源染色體上，遵循自由組合定律，因此子一代產(chǎn)生比例相等的四種類型的配子．
②子一代自交得到子二代的基因及比例是A_B_：A_bb：aaB_：aabb=9：3：3：1，其中A_bb為黃花，其他為白花，因此子二代的性狀分離比是白色：黃色=13：3．
③子二代開黃花的植株中，AAbb：Aabb=1：2，子二代中開黃花的種子混合種植，相當(dāng)于自由交配，產(chǎn)生的配子的類型及比例是Ab=$\frac{1}{3}$+$\frac{2}{3}×\frac{1}{2}$=$\frac{2}{3}$，ab=$\frac{2}{3}×\frac{1}{2}$=$\frac{1}{3}$，由于雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的，因此后代的基因型及比例是AAbb：Aabb：aabb=4：4：1，其中AAbb、Aabb是黃花，純合子的比例是$\frac{1}{2}$．
④單倍體育種能明顯縮短育種年限，用F₁植株的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理幼苗，成熟后開黃花的植株即為純種．
故答案為：
（1）AAbb或Aabb
（2）Ⅰ．AABB、aabb
Ⅳ．①A和a、B和b分別位于3號和1號染色體上，產(chǎn)生配子時非同源染色體上的非等位基因自由組合
②白色：黃色=13：3  
 ③$\frac{1}{2}$
④取F₁植株的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理幼苗，成熟后開黃花的植株即為純種．

點評 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)，基因與性狀之間的關(guān)系，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，區(qū)分自交與自由交配及其計算方法，并結(jié)合題干信息解答問題．