高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第一章 遗传因子的发现

第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)

下图是某一年生白花传粉植物$\rm (2n=12)$的某些基因在亲本细胞染色体上的排列情况。该种植物的高度由三对等位基因$\rm B$$\rm b$$\rm F$$\rm f$$\rm G$$\rm g$共同决定,显性基因具有增高效应,且增高效应都相同,还可以累加,即显性基因的个数与植株高度呈正相关。已知图示中母本高$\rm 75$ $\rm cm$,父本高$\rm 45$ $\rm cm$,据此回答下列问题。

若图示母本细胞正处于分裂过程中,则该细胞内可形成                 个四分体。

[["$\\rm 6$"]]

依题意可知,该一年生白花传粉植物$\rm (2n=12)$的体细胞中含有$\rm 6$对同源染色体,在减数第一次分裂的前期,联会的每对同源染色体含有$\rm 4$条染色单体,叫做四分体。因此,若图示母本细胞正处于分裂过程中,则该细胞内可形成$\rm 6$个四分体。

上述亲本杂交子代$\rm F_{1}$的高度是                 $\rm \;\rm cm$,若考虑图中所示全部基因,$\rm F_{1}$测交后代中高度为$\rm 55$ $\rm cm$的植株有                 种基因型。

[["$\\rm 60$","$\\rm 5$"]]

依题意并结合图示可知:母本高$\rm 75$ $\rm cm$,其基因型为$\rm BBDDEeFFGG$,父本高$\rm 45$ $\rm cm$,其基因型为$\rm bbddeeffgg$,其中三对等位基因$\rm B$$\rm b$$\rm F$$\rm f$$\rm G$$\rm g$与决定株高有关,每个显性基因的增高效应$\rm =(75-45)\div 6=5$ $\rm cm$$\rm F_{1}$的基因型为$\rm BbDdEeFfGg$或者$\rm BbDdeeFfGg$,含有$\rm 3$个与株高有关的显性基因,因此$\rm F_{1}$的高度为$\rm 45+5\times 3=60\;\rm cm$。位于同一条染色体上的基因会随着这条染色体一起传递(连锁遗传)。$\rm F_{1}$与隐性纯合子($\rm bbddeeffgg$)交配称为测交,$\rm F_{1}$的测交后代,若高度为$\rm 55$ $\rm cm$,则其基因组成中应含有$\rm 2$个决定株高的显性基因。由于$\rm bbddeeffgg$个体产生的配子不含显性基因,所以测交后代的显性基因全部来自于$\rm F_{1}$产生的配子,$\rm F_{1}$产生的含有$\rm 2$个决定株高的显性基因的配子有的$\rm BDEFg$$\rm BDeFg$$\rm BDEfG$$\rm BDefG$$\rm bdeFG$五种,所以$\rm F_{1}$测交后代中高度为$\rm 55$ $\rm cm$的植株有$\rm 5$种基因型。

若基因$\rm E$纯合会导致个体死亡,则$\rm F_{1}$自交得到的$\rm F_{2}$中杂合子$\rm Ee$所占比例为                 

[["$\\rm \\dfrac{2}{7}$"]]

若只研究$\rm E$$\rm e$这对等位基因,则$\rm F_{1}$的基因型为$\rm \dfrac{1}{2}Ee$$\rm \dfrac{1}{2}ee$,自交后代($\rm F_{2}$)的基因型及其比例为$\rm \dfrac{1}{2}\times \dfrac{1}{4}EE$$\rm \dfrac{1}{2}\times \dfrac{1}{2}Ee$、($\rm \dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{2}$$\rm ee$,因基因$\rm E$纯合会导致个体死亡,所以$\rm F_{1}$自交得到的$\rm F_{2}$中杂合子$\rm Ee$所占比例$\rm =(\dfrac{1}{2}\times \dfrac{1}{2})\div [(\dfrac{1}{2}\times \dfrac{1}{2})+(\dfrac{1}{2}\times \dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{2})]=\dfrac{2}{7}$

该种植物红花与白花由两对等位基因控制,基因$\rm D$$\rm d$位于$\rm l$$\rm 2$号染色体上,另一对等位基因为$\rm A$$\rm a$,且$\rm D$控制色素的合成,$\rm A$抑制色素的合成。请完善下列实验步骤,探究基因$\rm A$$\rm a$是否也位于$\rm 1$$\rm 2$号染色体上$\rm ($不考虑交叉互换和突变$\rm )$

第一步:选择基因型为                                                                                  的纯合亲本进行杂交得到$\rm F_{1}$种子。

第二步:种植$\rm F_{1}$种子,待植株成熟让其                交,得到$\rm F_{2}$种子。

第三步:种植$\rm F_{2}$种子,待其长出花朵,观察统计花的颜色及比例。

结果及结论:

①若$\rm F_{2}$植株的                                                                                  ,说明$\rm A$$\rm a$不位于$\rm 1$$\rm 2$号染色体上。

②若$\rm F_{2}$植株的                                                                                  ,说明$\rm A$$\rm a$位于$\rm 1$$\rm 2$号染色体上。

[["

$\\rm aaDD$$\\rm AAdd/AADD$$\\rm aadd$$\\rm /$测;自交后代红花与白花的比例接近$\\rm 3$$\\rm 13$或者测交后代;红花与白花的比例接近$\\rm 1$$\\rm 3$;自交后代全为白花或红花与白花的比例接近$\\rm 1$$\\rm 3$或者测交后代全为白花或红花与白花的比例接近$\\rm 1$$\\rm 1$

"]]

依题意,红花为$\rm aaD\_$、白花为$\rm A\_D\_$$\rm A\_dd$$\rm aadd$。基因$\rm D$$\rm d$位于$\rm l$$\rm 2$号染色体上,欲探究基因$\rm A$$\rm a$是否也位于$\rm 1$$\rm 2$号染色体上,其实验设计思路是:选择双显性纯合子($\rm AADD$)与双隐性性纯合子($\rm aadd$)杂交,或者是单显性纯合子($\rm aaDD$)与单显性纯合子($\rm AAdd$)杂交,得到$\rm F_{1}$$\rm AaDd$),再让$\rm F_{1}$自交或测交,得到$\rm F_{2}$,观察统计$\rm F_{2}$的花的颜色及比例。结果及结论:

①若$\rm A$$\rm a$不位于$\rm 1$$\rm 2$号染色体上,则相关的两对等位基因的遗传遵循基因的自由组合定律,在不考虑突变的前提下,若是让$\rm F_{1}$自交,则$\rm F_{2}$植株的表现型及其比例为红花为($\rm 3aaD\_$)︰白花($\rm 9A\_D\_+3A\_dd+1aadd$$\rm =3$$\rm 13$;若是让$\rm F_{1}$测交,则$\rm F_{2}$植株的表现型及其比例为红花为($\rm 1aaD\_$)︰白花($\rm 1A\_D\_+1A\_dd+1aadd$$\rm =1$$\rm 3$

②若$\rm A$$\rm a$位于$\rm 1$$\rm 2$号染色体上,则相关的两对等位基因的遗传遵循基因的连锁和交换定律。在不考虑交叉互换和突变的前提下,若是让$\rm F_{1}$自交,则$\rm F_{1}$产生的配子的基因型及其比例为$\rm AD$$\rm ad=1$$\rm 1$$\rm Ad$$\rm aD=1$$\rm 1$$\rm F_{2}$植株的基因型型及其比例为$\rm AADD$$\rm AaDd$$\rm aadd$$\rm =1$$\rm 2$$\rm 1$$\rm aaDD$$\rm AaDd$$\rm AAdd$$\rm =1$$\rm 2$$\rm 1$,表现型是全为白花或红花与白花的比例接近$\rm 1$$\rm 3$;若是让$\rm F_{1}$测交$\rm (F_{1}$$\rm aadd$交配$\rm )$$\rm F_{2}$植株的基因型及其比例为$\rm AaDd$$\rm aadd=1$$\rm 1$$\rm aaDd$$\rm Aadd=1$$\rm 1$,表现型是全为白花或红花与白花的比例接近$\rm 1$$\rm 1$

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