Question

【題目】玉米中因含支鏈淀粉多而具有黏性（由基因D控制）的籽粒和花粉遇碘變棕色；含直鏈淀粉多不具有黏性（由基因d控制）的籽粒和花粉遇碘變藍(lán)色。D對d完全顯性，位于3號染色體上。科研人員發(fā)現(xiàn)可穩(wěn)定遺傳的黏性玉米品種甲具有抗病基因E和耐干旱基因H，其中H基因位于5號染色體上。基因位置如下圖所示：

將玉米品種甲與玉米品種乙進(jìn)行測交實驗，F1自交，檢測F2群體中不同植株的基因型，發(fā)現(xiàn)不同基因型個體數(shù)如下表。

EE	Ee	ee	HH	Hh	hh
39	120	81	59	121	60

請回答下列問題:

（1）玉米耐干旱基因的遺傳遵循__________定律，判斷的依據(jù)是_________。玉米抗病性狀和黏性性狀的遺傳不遵循自由組合定律，判斷的依據(jù)是____________________。

（2）研究人員通過數(shù)學(xué)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)F2群體中EE、Ee、ee基因型個體的數(shù)量比總是1：3：2，并且發(fā)現(xiàn)F1產(chǎn)生的雌配子育性正常，進(jìn)而推測帶有E基因的花粉成活率低。請利用已有的品種甲、乙、F1，設(shè)計實驗驗證上述推測，要求寫出實驗步驟并預(yù)期實驗結(jié)果（不考慮交叉互換）。

方法一、

實驗步驟：____________________________，

實驗結(jié)果：____________________。

方法二、

實驗步驟：_______________________。

實驗結(jié)果：________________________。

（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)品種乙3號染色體上有兩個緊密連鎖在一起的基因P1和P2（如圖），P1編碼抑制花粉發(fā)育的毒性蛋白，P2編碼能解除該毒性蛋白作用的保護性蛋白。品種甲3號染色體上無基因P1和P2。

①據(jù)此可知，F1帶有E基因花粉成活率低的原因是P1在減數(shù)第一次分裂時期表達(dá)，而P2可能在_________細(xì)胞中表達(dá)。

②P1和P2被稱為自私基因，其“自私性”的意義是使_________更多地傳遞給子代。

Answer 1

【答案】基因分離 F2中HH、Hh、hh的比例為1:2:1（F2中耐干旱植株比例為3/4） 玉米控制抗病性狀的基因E和控制黏性性狀的基因D位于同一對染色體上 將F1種植下去，收集其花粉并用碘液染色，觀察統(tǒng)計花粉的顏色、數(shù)量和比例 花粉顏色有兩種，棕色:藍(lán)色為1:2 以F1為父本，品種乙為母本進(jìn)行雜交，統(tǒng)計F2的抗病情況和比例 F2中抗病個體與不抗病個體比例為1:2 精細(xì)胞（花粉） 親本的遺傳信息（親本的遺傳物質(zhì)、親本的DNA）

【解析】

分析題中甲品種的細(xì)胞圖可知，D、E連鎖于3號染色體上，這兩對基因的遺傳不遵循自由組合定律；H基因位于5號染色體上，與D、E基因獨立遺傳，遵循自由組合定律。穩(wěn)定遺傳的黏性玉米品種甲基因型為DDEEHH，乙品種的基因型為ddeehh，F1基因型為DdEeHh，F1自交，只考慮E、e一對基因，F1產(chǎn)生的雌配子為E（占1/2）、e（占1/2），由F2群體中EE、Ee、ee基因型個體的數(shù)量比總是1:3:2，ee占2/6，可推算出e的雄配子占2/3，E的雄配子占1/3，故E的雄配子（花粉）的成活率為1/2。

（1）據(jù)表可知，F2中HH、Hh、hh的比例為1:2:1，因此玉米耐干旱基因的遺傳遵循基因分離定律；據(jù)圖可知，玉米控制抗病性狀的基因E和控制黏性性狀的基因D位于同一對染色體上，因此玉米抗病性狀和黏性性狀的遺傳不遵循自由組合定律。

（2）方法1：由題干可知E基因和D基因位于同一條染色體上，所以可以通過D基因判斷E基因是否存在，含D的花粉遇碘變棕色，再由F2群體中EE、Ee、ee基因型個體的數(shù)量比總是1:3:2，可推知含有E的花粉死亡率為1/2，只考慮D、d和E、e兩對基因，則F1的基因型為DdEe，產(chǎn)生的配子及比例為DE（棕色）:de（藍(lán)色）=1:2。

方法2：如果只考慮E、e一對基因，讓F1為父本，其基因型為Ee，產(chǎn)生的雄配子及數(shù)量比例為E:e=1:2，乙為母本，其基因型為ee，則F2的基因型及比例為Ee（抗�。�:ee（不抗病）=1:2。

（3）①據(jù)題干可知，F1為雜合子，一條3號染色體上攜帶D、E基因，另一條3號染色體上攜帶d、e、P1、P2基因，P1在減數(shù)第一次分裂時期表達(dá)，使次級精母細(xì)胞中含有毒蛋白，而P2在部分精細(xì)胞（花粉）中表達(dá)，解除了精子的毒性，從而使含E的花粉成活率低。

②P1和P2被稱為自私基因，其“自私性”的意義是使親本的遺傳信息（親本的遺傳物質(zhì)、親本的DNA）更多的傳遞給子代，“自私”地維持了物種自身地穩(wěn)定性。