Question

【題目】玉米具有易種植、遺傳背景清晰等特點(diǎn)，是遺傳學(xué)家常用的實(shí)驗(yàn)材料。

（1）研究者利用一種紫色籽粒玉米品系與無色籽粒玉米品系進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果如圖 1 所示，F2代籽粒出現(xiàn)紫色、紫斑、無色三種性狀。據(jù)此推測，籽粒顏色的遺傳符合___________定律。

（2）為研究紫斑性狀出現(xiàn)的原因研究者進(jìn)行了系列實(shí)驗(yàn)。

①利用 F2 代紫斑籽粒玉米進(jìn)行測交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)后代中超過 10%的玉米籽粒顏色為紫色，推斷該現(xiàn)象不可能是由于發(fā)生了基因突變，原因是__________________________。

②針對紫斑性狀的這種“不穩(wěn)定性”，有學(xué)者提出決定玉米籽粒顏色的基因（A/a）中存在一種移動因子，可以插入到基因中，也可以從基因中切離，該因子的移動受到另一對等位基因（B/b）控制。因此花斑性狀產(chǎn)生的原因是玉米發(fā)育過程中進(jìn)行________分裂時(shí)，B基因的存在使得 a 基因中的移動因子隨機(jī)切離，恢復(fù)為 A 基因。類似地，測交實(shí)驗(yàn)后代中出現(xiàn)紫色性狀的原因是____________________。

③研究者發(fā)現(xiàn)上述測交實(shí)驗(yàn)中恢復(fù)為紫色籽粒的玉米中，又出現(xiàn)了一些籽粒無色、凹陷、非蠟質(zhì)的新表型（圖2a），經(jīng)研究，決定籽粒顏色、性狀、蠟質(zhì)的基因均位于 9 號染色體上（圖2b）。由此，研究者提出切離的移動因子可能會插入其他位置，并從其他位置切離導(dǎo)致染色體斷裂。該過程中，由移動因子引發(fā)的變異類型為_______________。

（3）根據(jù)該推測，請?jiān)趫D2b中畫出移動因子插入、切離的位置。____________________

Answer 1

【答案】自由組合 基因突變具有低頻性 有絲 花斑玉米產(chǎn)生的 aB 配子中，B 基因的存在使 a 基因恢復(fù)為A，獲得該配子的子代玉米表現(xiàn)為紫色籽粒 基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異

【解析】

由題意可知，紫色籽粒玉米品系與無色籽粒玉米品系進(jìn)行雜交，子一代均為紫色籽粒子一代自交，后代籽粒出現(xiàn)紫色、紫斑、無色三種性狀，且比例為12∶3∶1，是9∶3∶3∶1的變式，所以籽粒顏色的遺傳符合自由組合定律。

（1）根據(jù)上述分析可知，籽粒顏色的遺傳符合基因自由組合定律。

（2）①基因突變具有低頻性，而F2代紫斑籽粒玉米進(jìn)行測交實(shí)驗(yàn)的后代中超過10%的玉米籽粒顏色為紫色，不符合基因突變低頻性的特點(diǎn)。

②籽粒顏色是由體細(xì)胞中基因表達(dá)的結(jié)果，體細(xì)胞是由受精卵有絲分裂而成。根據(jù)題意“有學(xué)者提出決定玉米籽粒顏色的基因（A/a）中存在一種移動因子，可以插入到基因中，也可以從基因中切離，該因子的移動受到另一對等位基因（B/b）控制”，“玉米的個(gè)體發(fā)育過程中，在進(jìn)行有絲分裂時(shí)，B基因的存在使得a基因中的移動因子隨機(jī)切離，恢復(fù)為A基因”可推測，測交實(shí)驗(yàn)后代中出現(xiàn)紫色性狀的原因是：花斑玉米產(chǎn)生的aB配子中，B基因的存在使a基因恢復(fù)為A，獲得該配子的子代玉米表現(xiàn)為紫色籽粒。

③由上述分析可知，移動子能夠破壞基因和染色體結(jié)構(gòu)，引起基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異。

（3）測交后代中，恢復(fù)為紫色籽粒的玉米基因型為A-Bb，其中B基因能夠讓已存在移動子的A、S、W基因由于染色體斷裂而消失，那么移動子插入并切離的位置需要在著絲點(diǎn)和A+S+W基因之間，讓三個(gè)基因一起斷裂消失，具體如下圖： 。