Question

17．科學(xué)家在研究玉米的粒色、糯性、甜性性狀的遺傳規(guī)律時，做了如下雜交實驗．以紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)（AABBDD）為母本，非紫冠、糯質(zhì)、甜質(zhì)（aabbdd）為父本，F(xiàn)₁表現(xiàn)出紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)（AaBbDd），讓F₁自交產(chǎn)生F₂，F(xiàn)₂代具體表現(xiàn)如表，請分析回答：

F2代性狀	自交后代籽粒數(shù)
紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)	4950
紫冠、非糯質(zhì)、甜質(zhì)	1650
紫冠、糯質(zhì)、非甜質(zhì)	675
紫冠、糯質(zhì)、甜質(zhì)	225
非紫冠、非糯質(zhì)、非甜質(zhì)	675
非紫冠、非糯質(zhì)、甜質(zhì)	225
非紫冠、糯質(zhì)、非甜質(zhì)	1200
非紫冠、糯質(zhì)、甜質(zhì)	400

（1）研究過程中發(fā)現(xiàn)，玉米種植區(qū)有些玉米早熟、生長整齊而高大、果穗大、籽粒多．由此分析，這些植株最可能是C．
A．單倍體    B．三倍體      C．雜交種
（2）已知籽粒顏色是由細(xì)胞中的色素決定的，但該色素不是蛋白質(zhì)，那么從基因控制形狀的角度分析，籽粒的紫色是通過基因通過控制酶的合成來（控制代謝，進而）控制性狀（紫色）途徑實現(xiàn)的．
（3）根據(jù)如表，玉米的粒色和甜性的遺傳符合（填“符合”或“不符合”）基因的自由組合定律．讓F₂中紫冠非甜質(zhì)性狀的個體間自由交配，后代中紫冠甜甜質(zhì)性狀個體所占的比例為$\frac{8}{81}$．
（4）由于玉米含賴氨酸較少，科學(xué)家采用了基因工程（轉(zhuǎn)基因）技術(shù)，將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)�入玉米體內(nèi)，在玉米植株內(nèi)成功表達的標(biāo)志是合成富含賴氨酸的蛋白質(zhì)多．

Answer 1

分析 1、基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)：進行有性生殖的生物在進行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，同時位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合，由于自由組合定律同時也遵循分離定律，因此可以將自由組合問題轉(zhuǎn)化成分離定律問題解答．
2、基因?qū)π誀畹目刂疲夯�因通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝進而間接控制生物的性狀，基因還可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀．

解答 解：（1）單倍體高度不育，不會產(chǎn)生玉米種子，三倍體也高度不育，不會產(chǎn)生種子，且多倍體大多數(shù)晚熟，因此該種植區(qū)有些玉米早熟、生長整齊而高大、果穗大、籽粒多，最可能是表現(xiàn)出的雜種優(yōu)勢．
（2）已知籽粒顏色是由細(xì)胞中的色素決定的，但該色素不是蛋白質(zhì)，所以基因控制合成的物質(zhì)是酶，酶影響細(xì)胞代謝進而產(chǎn)生色素，體現(xiàn)了基因通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝進而間接控制生物的性狀．
（3）玉米的粒色和甜性來說，子一代的基因型是AaDd，子二代的表現(xiàn)型及比例是紫冠非甜（4950+675）：紫冠甜味（1650+225）：非紫冠非甜（675+1200）：非紫冠甜質(zhì)（225+400）≈9：3：3：1，因此玉米的粒色和甜性的遺傳符合自由組合定律；F₂中紫冠非甜質(zhì)性狀的基因型是A_D_，由于兩對等位基因遵循自由組合定律，因此可以轉(zhuǎn)化成兩個分離定律問題：A_×A_→$\frac{1}{9}$aa+$\frac{8}{9}$A_，D_×D_→$\frac{1}{9}$dd+$\frac{8}{9}$D_，紫冠甜甜質(zhì)的基因型是A_dd=$\frac{8}{9}×\frac{1}{9}=\frac{8}{81}$．
（4）基因工程的優(yōu)點是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和現(xiàn)象，定向地改造生物性狀，因此可以用基因工程的方法將富含賴氨酸的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)�入玉米體內(nèi)，使玉米合成賴氨酸，在玉米植株內(nèi)成功表達的標(biāo)志是合成富含賴氨酸的蛋白質(zhì)多．
故答案為：
（1）C
（2）基因通過控制酶的合成來（控制代謝，進而）控制性狀（紫色）
（3）符合     $\frac{8}{81}$
（4）基因工程（轉(zhuǎn)基因）     合成富含賴氨酸的蛋白質(zhì)多

點評 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)，學(xué)會根據(jù)子代的表現(xiàn)型及比例推出遺傳規(guī)律、應(yīng)用分離定律解答自由組合問題，區(qū)分自交與自由交配的不同的概率計算方法．