Question

小麥的染色體數為42條。下圖表示小麥的三個純種品系的部分染色體及基因組成：Ⅰ、Ⅱ表示染色體，A為矮桿基因，B為抗矮黃病基因，E為抗條斑病基因，均為顯性。乙品系和丙品系由普通小麥與近緣種偃麥草雜交后，經多代選育而來（圖中黑色部分是來自偃麥草的染色體片段）。

（1）乙、丙系在培育過程中發生了________變異。該現象如在自然條件下發生，可為________提供原材料。

（2）甲和乙雜交所得到的F₁自交，所有染色體正常聯會，則在細胞減數分裂    期基因A與a可隨________的分開而分離。F₁自交所得F₂中僅表現抗矮黃病的基因型為        。基因型為AaB的個體所占比例為      。該過程      （符合/不符合）基因的自由組合定律。

（3）甲和丙雜交所得到的F₁自交，減數分裂中Ⅰ_甲與Ⅰ_丙因差異較大不能正常配對，而其他染色體正常配對，則在細胞減數分裂    期形成  個四分體；該減數分裂正常完成，可產生________種基因型的配子，配子中最多含有________條染色體。

（4）讓（2）中F₁與（3）中F₁雜交，若各種配子的形成機會和可育性相等，產生的種子均發育正常，則后代植株同時表現三種性狀的概率為________。

 

Answer 1

【答案】

（15分）（1）染色體結構　生物進化　（2）   MⅠ后   同源染色體　　aaBB aaB　1/4  符合 （3） MⅠ前20　4　22　（4） 3/16

【解析】這道題綜合考查了遺傳的基本規律、染色體變異、減數分裂以及進化等相關知識，考查了學生的理解能力、獲取信息能力和綜合運用能力。乙細胞中，普通小麥的Ⅱ號染色體上，B基因所在的打陰影部分的染色體片段來自于偃麥草，偃麥草與普通小麥屬于兩個不同的物種，沒有同源染色體，所以乙在培育的過程中發生了染色體片段由偃麥草的染色體轉移到了它的非同源染色體即普通小麥的Ⅱ號染色體上，這屬于染色體結構變異，同理，丙系在培育的過程中也發生了染色體結構變異。依據現代生物進化理論，染色體變異能為生物進化提供原材料。甲和乙雜交所得到的F₁，其細胞內染色體組成如右圖,F₁的基因型為Ⅰ^AⅠ^aⅡ^BⅡ^O,A與a是位于一對同源染色體上的等位基因，在減數第一次分裂的后期，會隨著同源染色體的分離而分離。F₁所有染色體正常聯會，且A、B兩基因獨立遺傳，所以F₁自交所得F₂有9種基因型，即Ⅰ^AⅠ^AⅡ^BⅡ^B、Ⅰ^AⅠ^AⅡ^BⅡ^O、Ⅰ^AⅠ^aⅡ^BⅡ^B、Ⅰ^AⅠ^aⅡ^BⅡ^O、Ⅰ^aⅠ^aⅡ^BⅡ^B、Ⅰ^aⅠ^aⅡ^BⅡ^O、Ⅰ^AⅠ^AⅡ^OⅡ^O、Ⅰ^AⅠ^aⅡ^OⅡ^O和Ⅰ^aⅠ^aⅡ^OⅡ^O。其中僅表現抗矮黃病的只有Ⅰ^aⅠ^aⅡ^BⅡ^B和Ⅰ^aⅠ^aⅡ^BⅡ^O兩種基因型。甲和丙雜交所得到的F₁，其細胞內染色體組成如右圖,F₁的基因型為Ⅰ^AOⅠ^aEⅡ⁰Ⅱ^O,除了I_甲與I_丙因差異較大不能正常配對形成四分體外，其余20對同源染色體的正常配對，各形成1個四分體，所以可觀察到20個四分體。在減數分裂形成配子的過程中，有可能I_甲與I_丙沒有平均分配到兩個次級性母細胞中，而是進入到了同一個次級性母細胞中，這樣就會形成Ⅰ^AOⅠ^aEⅡ⁰與Ⅱ⁰兩種基因型的配子；也有可能I_甲與I_丙平均分配到兩個次級性母細胞中，這樣就會形成Ⅰ^AOⅡ⁰與Ⅰ^aEⅡ⁰兩種基因型的配子。因此，最終可以形成4種基因型的配子。其中，基因型為Ⅰ^AOⅠ^aEⅡ⁰的配子中既含有I_甲又含有I_丙，染色體數目最多，為22條。

（2）中的F₁能產生基因型為Ⅰ^aOⅡ^O、Ⅰ^AOⅡ^O、Ⅰ^aOⅡ^B和Ⅰ^AOⅡ^B的四種配子，如下圖所示，四種配子的比例為1/4：1/4：1/4：1/4；（3）中的F₁能產生基因型為Ⅰ^AOⅠ^aEⅡ^O、Ⅱ^O、Ⅰ^AOⅡ^O和 Ⅰ^aEⅡ^O的四種配子，如下圖所示，由于各種配子的形成機會與可育性相等，所以四種配子的比例為1/4：1/4：1/4：1/4。列出P方陣如下：

	1/4ⅠaOⅡO	1/4ⅠAOⅡO	1/4ⅠaOⅡB	1/4ⅠAOⅡB
1/4ⅠAOⅠaEⅡO	1/16ⅠAOⅠaEⅠaOⅡOⅡO	1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡOⅡO	1/16ⅠAOⅠaOⅠaEⅡOⅡB	1/16ⅠAOⅠAOⅠaEⅡBⅡO
1/4ⅡO	1/16ⅠaOⅡOⅡO	1/16ⅠAOⅡOⅡO	1/16ⅠaOⅡBⅡO	1/16ⅠAOⅡBⅡO
1/4ⅠAOⅡO	1/16ⅠAOⅠaOⅡOⅡO	1/16ⅠAOⅠAOⅡOⅡO	1/16ⅠAOⅠaOⅡBⅡO	1/16ⅠAOⅠAOⅡBⅡO
1/4ⅠaEⅡO	1/16ⅠaEⅠaOⅡOⅡO	1/16ⅠAOⅠaEⅡOⅡO	1/16ⅠaEⅠaOⅡBⅡO	1/16ⅠAOⅠaEⅡBⅡO

可見，后代植株同時表現三種性狀的幾率為1/16Ⅰ^AOⅠ^aOⅠ^aEⅡ^OⅡ^B +1/16Ⅰ^AOⅠ^AOⅠ^aEⅡ^BⅡ^O +1/16Ⅰ^AOⅠ^aEⅡ^BⅡ^O =3/16。