唐曉春 丁志鋒
孟德?tīng)栐趯?duì)豌豆性狀的遺傳研究中發(fā)現(xiàn),具有兩對(duì)性狀的純合子親本進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),子二代4種表現(xiàn)型之比為9:3:3:1。然而生物的性狀往往受多對(duì)基因及環(huán)境的制約。由于基因產(chǎn)物相互作用的結(jié)果,子二代的性狀分離比并不一定都呈現(xiàn)9:3:3:1,常見(jiàn)的變式有9:6:1;12:3:1;9:3:4;9:7;13:3;15:1等。近幾年這些常見(jiàn)的變式比屢屢在高考題中出現(xiàn),應(yīng)引起教師的重視,下面以2009年高考相關(guān)的試題為例,作一解析,僅供參考。
【例1】(2009廣東省A卷)為了快速培育抗某種除草劑的水稻,育種工作者綜合應(yīng)用了多種培育種方法,過(guò)程如下。請(qǐng)回答問(wèn)題。
(1)從對(duì)該種除草劑敏感的二倍水稻植株上取花藥離體培養(yǎng),誘導(dǎo)成______幼苗。
(2)用r射線照射上述幼苗,目的是______
;然后用該除草劑噴灑其幼葉,結(jié)果大部分葉片變黃,僅有個(gè)別幼葉的小片組織保持綠色,表明這部分組織具有______。
(3)取該部分綠色組織再進(jìn)行組織培養(yǎng),誘導(dǎo)植株再生后,用秋水仙素處理幼苗,使染色體______,獲得純合______,移栽到大田后,在苗期噴灑該除草劑鑒定其抗性。
(4)對(duì)抗性的遺傳基礎(chǔ)做一步研究,可以選用抗性植株與______雜交,如果______,表明抗性是隱性性狀。F1自交,若F2的性狀分離比為15(敏感):1(抗性),初步推測(cè)____。
解析:本題考查了單倍體育種、誘變育種等知識(shí),同時(shí)考查了多倍體育種的方法和遺傳規(guī)律的應(yīng)用?;ㄋ庪x體培養(yǎng)是單倍體育種的基本手段,射線激光有誘發(fā)突變的能力,而且體細(xì)胞突變必須經(jīng)過(guò)無(wú)性繁殖才能保留該突變形狀,所以需要經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng),為了獲得可育的植株,需用秋水仙素使染色體加倍,加倍獲得的是純合子。再通過(guò)與敏感型植株雜交,子一代表現(xiàn)出來(lái)的性狀是顯性,子二代出現(xiàn)性狀分離,分離比是15:1,不符合分離定律,可以用自由組合定律來(lái)解釋,15:1可拆項(xiàng)為(9+3+3):1,1只能為雙隱性純合的個(gè)體。所以初步推測(cè)該相對(duì)性狀由兩對(duì)等位基因控制,且抗性是隱形純合的。
評(píng)析:本題的第四問(wèn)就是對(duì)9:3:3:1知識(shí)的延伸考查,學(xué)生若能敏感地意識(shí)到15:1與9:3:3:1的聯(lián)系,答對(duì)本問(wèn)就是輕而易舉的事情。
參考答案:(1)單倍體(2)誘發(fā)基因突變抗該除草劑的能力
(3)加倍二倍體(4)(純合)敏感型植株F1都是敏感型
該抗性植株由兩對(duì)基因控制,且隱性純合
【例2】(2009年安徽省理綜)某種野生植物有紫花和白花兩種表現(xiàn)型,已知紫花形成的生物化學(xué)途徑如圖1所示。
A和a、B和b是分別位于兩對(duì)染色體上的等位基因,A對(duì)a、B對(duì)b為顯性。基因型不同的兩白花植株雜交,F(xiàn)1紫花:白花=1:1。若將F1花植株自交,所得F2植株中紫花:白花=9:7。
請(qǐng)回答:
(1)從紫花形成的途徑可知,紫花性狀是由_____對(duì)基因控制。
(2)根據(jù)F1紫花植株自交的結(jié)果,可以推測(cè)F1紫花植株的基因型是____,其自交所得中,白花植株純合體的基因型是____。
(3)F1推測(cè)兩親本白花紙質(zhì)的雜交組合(基因型)是______或_______用遺傳圖解表示兩親本白花植株雜交的過(guò)程(只要求寫一組)。
(4)紫花形成的生物化學(xué)途徑中,若中間產(chǎn)物是紅色(形成紅花),那么基因型為AaBb的植株自交,子一代植株的表現(xiàn)型及比例為:______。
(5)紫花中的紫色物質(zhì)是一種天然的優(yōu)質(zhì)色素,但由于B基因表達(dá)的酶較少,紫色物質(zhì)含量較低。設(shè)想通過(guò)基因工程技術(shù),采用重組的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)移一段DNA進(jìn)人細(xì)胞并且整合到染色體上,以促進(jìn)B基因在花瓣細(xì)胞中的表達(dá),提高紫色物質(zhì)含量。圖2是一個(gè)已插入外源DNA片斷的重組Ti質(zhì)粒載體結(jié)構(gòu)模式圖,請(qǐng)?zhí)畛鰳?biāo)號(hào)所示結(jié)構(gòu)的名稱:____。
解析:本題是基因?qū)π螤畹目刂?、自由組合定律的應(yīng)用、基因工程3個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合題。根據(jù)圖解可以確定紫色花這種性狀是由2對(duì)等位基因控制的,表現(xiàn)型與基因型之間的關(guān)系為:A_B_(紫色)、A_bb(白色)、aaB(白色)與aabb(白色)。后代表現(xiàn)型的比例是1:1,一定是測(cè)交,由于是兩對(duì)基因控制,應(yīng)該是一對(duì)基因測(cè)交,另一對(duì)基因不會(huì)出現(xiàn)性狀分離,所以是AAbbxaaBb或AabbxaaBB。讓基因型為AaBb植株進(jìn)行自交,得到9A B(紫色)、3A bb(白色)、3aaB(白色),laabb(白色),因此紫色對(duì)白色是9:7。如果中間產(chǎn)物表現(xiàn)出紅色,那基因型為A bb表現(xiàn)為紅色。
評(píng)析:本題的前4問(wèn)均與基因自由組合定律密切相關(guān),解決本題的關(guān)鍵就在于F2植株中紫花:白花=9:7的理解,這是9:3:3:1的變式之一。
答案:(1)兩對(duì)
(2)AaBb aabb、AAbb、aaBB
(3)AAbbxaaBb AabbxaaBB
遺傳圖解略
(4)紫色:紅色:白色=9:3:4
(5)①T-DNA②標(biāo)記基因③復(fù)制原點(diǎn)
可見(jiàn)熟練的掌握9:3:3:1的常見(jiàn)變式,對(duì)于解題是大有裨益的。