高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一） 题目答案及解析
稿件来源：高途
高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验（一）题目答案及解析如下，仅供参考！
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）
玉米是我国栽培面积最大的农作物，籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一，研究籽粒的发育机制，对保障粮食安全有重要意义。
研究者获得矮秆玉米突变株，该突变株与野生型杂交，$\rm F_{1}$表型与 相同，说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作 $\rm rr$。
若矮秆是隐性性状，矮秆玉米突变株与野生型杂交，子代表型与野生型相同。
观察发现，突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成，籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现，$\rm R$基因编码$\rm DNA$ 去甲基化酶，亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的$\rm R$基因失活，导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常，籽粒变小。野生型及突变株分别自交，检测授粉后$\rm 14$天胚乳中$\rm DNA$ 甲基化水平，预期实验结果为野生型所结籽粒胚乳中$\rm DNA$ 甲基化水平 （填“低于”或“高于”） 突变株。
野生型$\rm R$基因正常，能编码$\rm DNA$去甲基化酶，催化$\rm DNA$去甲基化，所以野生型及突变株分别自交，野生型植株所结籽粒胚乳中$\rm DNA$甲基化水平更低。
已知$\rm Q$基因在玉米胚乳中特异表达，为进一步探究$\rm R$基因编码的$\rm DNA$ 去甲基化酶对$\rm Q$基因的调控作用，进行如下杂交实验，检测授粉后$\rm 14$天胚乳中$\rm Q$基因的表达情况，结果如表$\rm 1.$
表 $\rm 1$
| 组别 | 杂交组合 | $\rm Q$基因表达情况 |
| $\rm 1$ | $\rm RRQQ$ （♀） $\rm \times RRqq$（♂） | 表达 |
| $\rm 2$ | $\rm RRqq$（♀） $\rm \times RRQQ$（♂） | 不表达 |
| $\rm 3$ | $\rm rrQQ$ （♀） $\rm \times RRqq$（♂） | 不表达 |
| $\rm 4$ | $\rm RRqq$（♀）$\rm \times rrQQ$ （♂） | 不表达 |
综合已有研究和表$\rm 1$结果，阐述$\rm R$基因对胚乳中$\rm Q$基因表达的调控机制 （填“母本”或“父本”）$\rm R$基因编码的$\rm DNA$去甲基化酶只能降低 （填“母本”或“父本”）$\rm Q$基因的甲基化水平，使其$\rm Q$基因在胚乳中表达； 对另一亲本的$\rm Q$基因不起激活作用。另一亲本$\rm R$基因对$\rm Q$基因不起激活作用。
由组别$\rm 2$、$\rm 4$可知，母本中的$\rm R$基因编码的$\rm DNA$去甲基化酶无法为父本提供的$\rm Q$基因去甲基化，由组别$\rm 3$可知父本中$\rm R$基因编码的$\rm DNA$去甲基化酶不能对母本上所结籽粒的胚乳中的$\rm Q$基因发挥功能。结合前面的研究成果：亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用，可得母本$\rm R$基因编码的$\rm DNA$去甲基化酶只能降低母本$\rm Q$基因的甲基化水平，使母本$\rm Q$ 基因在胚乳中表达，对父本的$\rm Q$基因不起激活作用。父本$\rm R$基因对$\rm Q$基因不起激活 作用。
实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲，经证实，突变基因不是$\rm R$或$\rm Q$。将甲与野生型杂交，$\rm F_{1}$表型正常，$\rm F_{1}$配子的功能及受精卵活力均正常。利用$\rm F_{1}$进行下列杂交实验，统计正常籽粒与小籽粒的数量，结果如表$\rm 2.$
表$\rm 2$
| 组别 | 杂交组合 | 正常籽粒： 小籽粒 |
| $\rm 5$ | $\rm F_{1}$（♂） $\rm \times $甲（♀） | $\rm 3:01$ |
| $\rm 6$ | $\rm F_{1}$ （♀） $\rm \times $甲 （♂） | $\rm 1:01$ |
已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性也无功能。
①根据这些信息，如何解释基因与表$\rm 2$中小籽粒性状的对应关系？ 请提出你的假设： 。
②若 $\rm F_{1}$自交，所结籽粒的表型及比例为 ，则支持上述假设。
突变性状受两对独立遗传的基因控制，两对基因同时无活性表现为小籽粒，其中一对等位基因在子代中，来自母本的不表达，来自父本的表达；正常籽粒：小籽粒$\\rm =7:l$
"]]①甲与野生型杂交得到的子代为正常个体，说明小籽粒为隐性性状。$\rm F_{1}$与甲杂交属于测交，$\rm F_{1}$作父本时，结果出现正常籽粒∶小籽粒$\rm =3$∶$\rm 1$，推测该性状受到两对等位基因的控制，且只有不含显性基因的个体表现为小籽粒。$\rm F_{1}$作母本时，与甲杂交，后代正常籽粒∶小籽粒$\rm =1$∶$\rm 1$，结合题目中“已知玉米子代中，某些来自父本或母本的基因，即使是显性也无功能”推测，母本产生配子时有一对等位基因是不发挥功能的。因此提出的假设为：籽粒变小受到两对独立遗传的基因控制，两对基因同时无活性表现为小籽粒，其中一对等位基因在子代中，来自母本的不表达，来自父本的表达
②$\rm F_{1}$产生的精子中含显性基因正常发挥功能的配子∶不含显性基因的配子$\rm =3$∶$\rm 1$，$\rm F_{1}$产生的卵细胞中含显性基因正常发挥功能的配子∶不含显性基因的配子和含显性基因不发挥功能的配子$\rm =1$∶$\rm 1$，所以$\rm F_{1}$自交所结籽粒的表型及比例为正常籽粒∶小籽粒$\rm =(1-\dfrac{1}{4}\times \dfrac{1}{2}):( \dfrac{1}{4}\times \dfrac{1}{2})=7:1$。
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