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)

$\rm 2025\cdot $沈阳模拟)玉米为雌雄同株的植物,雄性可育基因($\rm Ms_{1}$)对雄性不育基因($\rm ms_{1}$)为显性,黄胚乳基因($\rm Y$)对白胚乳基因($\rm y$)为显性,这两对等位基因均位于$\rm 6$号染色体上。雄性不育植株仅花粉败育,卵细胞正常可育。植株甲雄性可育,且两对基因均为杂合;植株乙、丙是对植株甲群体诱变并筛选得到的,如图所示,回答下列问题:

为确定植株甲染色体上两对基因的位置关系,研究人员将甲自交一代并统计子代表型,发现胚乳颜色为白色的个体均表现为          (填“雄性可育”或“雄性不育”),说明$\rm Y$$\rm ms_{1}$位于一条染色体上,$\rm y$$\rm Ms_{1}$位于另一条染色体上。

[["雄性可育"]]

$\rm Y$$\rm ms1$位于一条染色体上,$\rm y$$\rm Ms1$位于另一条染色体上,则植株甲自交过程中产生$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm Yms_{1}$$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm yMs_{1}$的雌配子和$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm Yms_{1}$$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm yMs_{1}$的雄配子,雌雄配子随机结合后,子代基因型、表型及比值为$\rm \dfrac{1}{4}$$\rm YYms_{1}ms_{1}$(黄色雄性不育)、$\rm \dfrac{2}{4}$$\rm YyMs_{1}ms_{1}$(黄色雄性可育)、$\rm \dfrac{1}{4}$$\rm yyMs_{1}Ms_{1}$(白色雄性可育),故子代白色个体均表现为雄性可育。

培育乙的过程中发生了可遗传变异中的 ______________。植株乙减数分裂Ⅰ时$\rm 6$号染色体中任意两条配对的染色体彼此分离,另一条随机移向两极,现将植株乙作为 _______(填“父本”、“母本”或“父本或母本”)进行测交实验,不考虑其他变异和致死情况,所得子代中黄胚乳雄性可育所占比例为 __________________。

[["

染色体(数目)变异; 父本; $\\rm \\dfrac{1}{3}$

"]]

图中乙品种$\rm 6$号染色体多了一条,形成了$\rm 6$号三体,发生了染色体数目变异;测交是指待测植株(或杂合子)与隐性纯合子($\rm yyms_{1}ms_{1}$)杂交,因基因型$\rm ms_{1}ms_{1}$的植株雄性不育,只能作为母本,故植株乙应作为父本进行测交;根据题($\rm 1$)可知,$\rm Y$$\rm ms_{1}$位于一条染色体上,$\rm y$$\rm Ms_{1}$位于另一条染色体上,故植株乙经减数分裂产生$\rm \dfrac{2}{6}$$\rm YyMs_{1}ms_{1}$$\rm \dfrac{1}{6}$$\rm YYms_{1}ms_{1}$$\rm \dfrac{1}{6}$$\rm yMs_{1}$$\rm \dfrac{2}{6}$$\rm Yms_{1}$的雄配子,基因型为$\rm yyms_{1}ms_{1}$植株产生$\rm yms_{1}$的卵细胞,二者测交雌雄配子随机结合后,子代基因型、表型及比值为$\rm \dfrac{2}{6}$$\rm YyyMs_{1}ms_{1}ms_{1}$(黄色雄性可育)、$\rm \dfrac{1}{6}$$\rm YYyms_{1}ms_{1}ms_{1}$(黄色雄性不育)、$\rm \dfrac{1}{6}$$\rm yyMs_{1}ms_{1}$(白色雄性可育)、$\rm \dfrac{2}{6}$$\rm Yyms_{1}ms_{1}$(黄色雄性不育),故所得子代中黄胚乳雄性可育所占比例为$\rm \dfrac{1}{3}$

丙细胞中$\rm 6$号染色体和$\rm 9$号染色体发生相互易位,但染色体片段均未丢失。已知丙产生的雄配子中所含染色体片段组合相当于一个染色体组时则可育,缺少部分片段时会导致败育,而卵细胞均可育。据此分析,丙产生的可育雄配子种类有      种。

[["$\\rm 2$"]]

丙植株发生了染色体易位,设$\rm 6$号同源染色体中,正常的$\rm 6$号染色体为⑥,发生染色体易位的$\rm 6$号染色体为⑥',$\rm 9$号同源染色体中,正常的$\rm 9$号染色体为⑨,发生染色体易位的$\rm 9$号染色体为⑨',则植株丙在减数分裂Ⅰ后期,同源染色体分离,非同源染色体自由组合,产生的雄配子染色体组合为⑥⑨、⑥⑨'、⑥'⑨、⑥'⑨'四种,其中可育雄配子由⑥⑨、⑥'⑨'两种。

雄性不育植株($\rm ms_{1}ms_{1}$)便于杂交育种,但无法通过自交来保持这种不育性。将甲与丙杂交,获得丁(如图),结合($\rm 3$)中配子育性分析,将丁与表型为          的植株杂交,即可保证$\rm F_{2}$均为雄性不育植株。

[["雄性不育"]]

植株丁经减数分裂产生的配子中,含$\rm ms_{1}$所在染色体的配子染色体片段组合正常,因此只有和基因型为$\rm ms_{1}$的另一性别配子结合后才会表现为雄性不育($\rm ms_{1}ms_{1}$),为保证植株丁产生的含$\rm ms_{1}$(即正常染色体组合)的配子受精后子代一定是基因型$\rm ms_{1}ms_{1}$,则需将丁与基因型为$\rm ms_{1}ms_{1}$的植株杂交,基因型为$\rm ms_{1}ms_{1}$的植株雄性不育,只能作为母本,则植株丁作为父本产生$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm ms_{1}$$\rm \dfrac{1}{2}$$\rm Ms_{1}$的雄配子,其中基因型为$\rm Ms_{1}$的雄配子因染色体片段缺失而败育,故只有基因型为$\rm ms_{1}$的雄配子与$\rm ms_{1}$的雌配子结合产生$\rm ms_{1}ms_{1}$的后代,全为雄性不育植株,故将丁与表型为雄性不育的植株杂交。

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