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）
西瓜瓜形（长形、椭圆形和圆形）和瓜皮颜色（深绿、绿条纹和浅绿）均为重要育种性状。为研究两类性状的遗传规律，选用纯合体$\rm {{\text{P}}_{1}}$（长形深绿）、$\rm {{\text{P}}_{\text{2}}}$（圆形浅绿）和$\rm {{\text{P}}_{3}}$（圆形绿条纹）进行杂交。为方便统计，长形和椭圆形统一记作非圆，结果见表。
| 实验 | 杂交组合 | $\rm {{\text{F}}_{1}}$表型 | $\rm {{\text{F}}_{2}}$表型和比例 |
| ① | $\rm {{\mathrm{P}}_{1}}\times {{\mathrm{P}}_{2}}$ | 非圆深绿 | 非圆深绿︰非圆浅绿︰圆形深绿︰圆形浅绿$\rm =9: 3: 3: 1$ |
| ② | $\rm {{\mathrm{P}}_{1}}\times {{\mathrm{P}}_{3}}$ | 非圆深绿 | 非圆深绿︰非圆绿条纹︰圆形深绿︰圆形绿条纹$\rm =9: 3:3: 1$ |
回答下列问题：
由实验①结果推测，瓜皮颜色遗传遵循 定律，其中隐性性状为 。
由实验①结果可知，只考虑瓜皮颜色，$\rm F_{1}$为深绿，$\rm F_{2}$中深绿：浅绿$\rm =3:1$，说明该性状遵循基因的分离定律，且浅绿为隐性。
由实验①和②结果不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若要进行判断，还需从实验①和②的亲本中选用 进行杂交。若$\rm {{\text{F}}_{1}}$瓜皮颜色为 ，则推测两基因为非等位基因。
$\\rm P_{2}$、$\\rm P_{3}($或“圆形浅绿亲本和圆形绿条纹亲本”或“浅绿亲本和绿条纹亲本”$\\rm )$；深绿
"]]由实验②可知，$\rm F_{2}$中深绿：绿条纹$\rm =3:1$，也遵循基因的分离定律，结合①，不能判断控制绿条纹和浅绿性状基因之间的关系。若两基因为非等位基因，可假设$\rm P_{1}$为深绿$\rm AABB$，$\rm P_{2}$为浅绿$\rm AAbb$，$\rm P_{3}$为绿条纹$\rm aaBB$，从实验①和②的亲本中选用$\rm P_{2}\times P_{3}$，若$\rm F_{1}$为$\rm AaBb$表现为深绿，则推测两基因为非等位基因。
对实验①和②的$\rm {{\text{F}}_{1}}$非圆形瓜进行调查，发现均为椭圆形，则$\rm {{\text{F}}_{2}}$中椭圆深绿瓜植株的占比应为 。若实验①的$\rm {{\text{F}}_{2}}$植株自交，子代中圆形深绿瓜植株的占比为 。
调查实验①和②的$\rm F_{1}$发现全为椭圆形瓜，亲本长形和圆形均为纯合子，说明椭圆形为杂合子，则$\rm F_{2}$非圆瓜中有$\rm \dfrac13$为长形，$\rm \dfrac23$为椭圆形，故椭圆深绿瓜植株占比为$\rm \dfrac{9}{16}\times \dfrac23=\dfrac38$。由题意可设瓜形基因为$\rm C/c$，则$\rm P_{1}$基因型为$\rm AABBCC$，$\rm P_{2}$基因型为$\rm aaBBcc$，$\rm F_{1}$为$\rm AaBBCc$，由实验①$\rm F_{2}$的表型和比例可知，圆形深绿瓜植株为$\rm aaBBcc$。实验①中植株$\rm F_{2}$自交子代能产生圆形深绿瓜植株的基因型有$\rm \dfrac18aaBBCc$、$\rm \dfrac14AaBBCc$、$\rm \dfrac{1}{16}aaBBcc$、$\rm \dfrac18AaBBcc$，其子代中圆形深绿瓜植株的占比为$\rm \dfrac18\times \dfrac14+\dfrac14\times \dfrac{3}{16}+\dfrac{1}{16}\times 1+\dfrac18\times \dfrac34=\dfrac{15}{64}$。
$\rm SSR$是分布于各染色体上的$\rm DNA$序列，不同染色体具有各自的特异$\rm SSR$。$\rm SSR1$和$\rm SSR2$分别位于西瓜的$\rm 9$号和$\rm 1$号染色体。在$\rm {{\text{P}}_{1}}$和$\rm {{\text{P}}_{\text{2}}}$中$\rm SSR1$长度不同，$\rm SSR2$长度也不同。为了对控制瓜皮颜色的基因进行染色体定位，电泳检测实验①$\rm {{\text{F}}_{\text{2}}}$中浅绿瓜植株、$\rm {{\text{P}}_{1}}$和$\rm {{\text{P}}_{\text{2}}}$的$\rm SSR1$和$\rm SSR2$的扩增产物，结果如图。据图推测控制瓜皮颜色的基因位于 染色体。检测结果表明，$\rm 15$号植株同时含有两亲本的$\rm SSR1$和$\rm SSR2$序列，同时具有$\rm SSR1$的根本原因是 ，同时具有$\rm SSR2$的根本原因是 。
$\\rm 9$号$\\rm ($或“$\\rm SSR1$所在的”$\\rm )$；$\\rm F_{1}$ 形成配子时，位于一对同源染色体上的 $\\rm SSR1$ 和控制瓜皮颜色基因随非姐妹染色单体交换而重组；$\\rm F_{1}$形成配子时，位于非同源染色体上的$\\rm SSR2$和控制瓜皮颜色基因自由组合
"]]电泳检测实验①$\rm F_{2}$中浅绿瓜植株、$\rm P_{1}$和$\rm P_{2}$的$\rm SSR1$和$\rm SSR2$的扩增产物，由电泳图谱可知，$\rm F_{2}$浅绿瓜植株中都含有$\rm P_{2}$亲本的$\rm SSR1$，而$\rm SSR1$和$\rm SSR2$分别位于西瓜的$\rm 9$号和$\rm 1$号染色体上，故推测控制瓜皮颜色的基因位于$\rm 9$号染色体上。由电泳图谱可知，$\rm F_{2}$浅绿瓜植株中只有$\rm 15$号植株含有亲本$\rm P_{1}$的$\rm SSR1$，推测根本原因是$\rm F_{1}$在减数分裂Ⅰ前期发生染色体片段互换，产生了同时含$\rm P_{1}$、$\rm P_{2}$的$\rm SSR1$的配子，而包括$\rm 15$号植株在内的半数植株同时含有两亲本的$\rm SSR2$，根本原因是$\rm F_{1}$减数分裂时同源染色体分离，非同源染色体自由组合，随后$\rm F_{1}$产生的具有来自$\rm P_{1}11$号染色体的配子与具有来自$\rm P_{2}11$号染色体的配子受精。
为快速获得稳定遗传的圆形深绿瓜株系，对实验①$\rm {{\text{F}}_{\text{2}}}$中圆形深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的$\rm SSR$进行扩增、电泳检测。选择检测结果为 的植株，不考虑交换，其自交后代即为目的株系。
仅出现$\\rm P1$的$\\rm SSR1$条带$\\rm ($或“仅出现$\\rm P$的$\\rm SSR$条带”$\\rm )$
"]]为快速获得稳定遗传的深绿瓜株系，对实验①$\rm F_{2}$中深绿瓜植株控制瓜皮颜色的基因所在染色体上的$\rm SSR$进行扩增、电泳检测。稳定遗传的深绿瓜株系应是纯合子，其深绿基因最终来源于亲本$\rm P_{1}$，故应选择$\rm SSR1$的扩增产物条带与$\rm P_{1}$亲本相同的植株。
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