Question

13．正常的水稻（雌雄同株）體細胞染色體數(shù)為2n=24．現(xiàn)有一種三體水稻，細胞中7號染色體的同源染色體有三條，即染色體數(shù)為2n+1=25．如圖為該三體水稻細胞及其產(chǎn)生的配子類型和比例示意圖（6、7為染色體標號；A為抗病基因，a為非抗病基因；①～④為四種類型配子）．已知染色體數(shù)異常的配子（如①、③）中雄配子不能參與受精作用，其他配子均能參與受精作用且個體存活．請問答：

（1）圖中“？”處的基因是A，若減數(shù)分裂過程沒有發(fā)生基因突變和染色體交叉互換，則配子②和④不可能（填“可能”或“不可能”）來自一個初級精母細胞．
（2）有一些抗病水稻，其中有部分雜合子，現(xiàn)通過連續(xù)自交并每代拔除感病植株來提高純合抗病植株的比例．若該過程中，產(chǎn)生了一些7號染色體的三體植株，這些三體植株的存在不會影響育種目的，因為該過程中隨著感病植株被拔除，a基因頻率不斷降低；為了進一步簡化操作，擬除去套袋環(huán)節(jié)，改為每代自然傳粉并拔除感病植株，也可以達到提高純合抗病植株比例的目的，但這種方法相對于連續(xù)自交來說，育種進程將減慢．（填“加快”或“減慢”或“不變”）．
（3）現(xiàn)有一株基因型為Aaa的抗病植株，可能是三體植株（假說1）；也可能是如⑤所示由于染色體結構變異導致的（假說2）．請設計一最簡捷交配實驗方案（設假說2中產(chǎn)生的各種配子均能受精且后代均能存活），探究何種假說成立．（寫出實驗設計思路，預期結果和結論）
實驗思路：讓該植株進行自交
預期結果和結論：自交后代抗�。翰豢共�=2：1，則可能是三體植株（假說1）；自交后代抗�。翰豢共�=3：1，則是如⑤所示的染色體結構變異．

Answer 1

分析 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，分別進入不同的配子中，隨配子獨立遺傳給后代，同時位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合．

解答 解：（1）由題圖可知，7號染色體三體的植物的基因型是AAa，在減數(shù)分裂過程中，任意2個7號染色體形成一個四分體，另一個7號染色體隨機移向細胞的一極，因此減數(shù)分裂形成的配子的類型及比例是AA：a：Aa：A=1：1：2：2，因此圖中“？”應該是基因A；配子②的基因型是a，配子④的基因型是A，若減數(shù)分裂過程沒有發(fā)生基因突變和染色體交叉互換，則配子②和④合起來的基因型是Aa，與親本AAa不同，因此不可能是來自同一個初級精母細胞．
（2）連續(xù)自交并每代拔除感病植株來提高純合抗病植株的比例，會使不抗病基因a的基因頻率逐漸降低；除去套袋環(huán)節(jié)，改為每代自然傳粉，水稻可以進行雜交，使水稻純合度降低，會減慢育種進程．
（3）基因型為Aaa的抗病植株，如果是三體，產(chǎn)生的配子的類型及比例是A：aa：Aa：a=1：1：2：2，雄配子aa、Aa不能參與受精，能參與受精的雄配子的類型及比例是A：a=1：2，自交后代不抗病的比例是$\frac{2}{3}×\frac{1}{2}=\frac{1}{3}$，抗病比例是A_=$\frac{2}{3}$，抗�。翰豢共�=2：1；如果是⑤的類型，產(chǎn)生的配子的類型及比例是A：aa=1：1，由于aa是染色體片段的重復，不是染色體數(shù)目變異，因此都能受精，自交后代的不抗病的比例是aaaa=$\frac{1}{4}$，A_=$\frac{3}{4}$，抗�。翰豢共�=3：1．
故答案為：
（1）A     不可能
（2）a基因頻率    減慢
（3）讓該植株進行自交實驗     如果自交后代抗�。翰豢共�=2：1，則可能是三體植株（假說1）；自交后代抗�。翰豢共�=3：1，則是如⑤所示的染色體結構變異

點評 本題旨在考查學生理解基因分離定律的實質(zhì)、減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化及其與分離定律和自由組合定律之間的關系、染色體變異的類型與育種等知識要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡，并應用相關知識結合題干信息進行推理、綜合解答問題．