Question

18．玉米（2n=20）是雌雄同株異花的植物．在通過基因工程培育抗蟲轉基因玉米的過程中，篩選出抗蟲基因成功整合到染色體上的玉米（假設抗蟲基因都能正常表達），某些玉米的體細胞中含兩個抗蟲基因，但這兩個基因在染色體上的整合情況并不清楚，請設計一個最簡便的實驗，探究抗蟲基因整合到玉米染色體上的具體情況，并將基因（用黑點表示抗蟲基因）標注在如圖方框中的染色體上．
（1）實驗步驟：
①將該轉基因玉米植株進行自交；
②統計該玉米植株自交后代的表現型及比例．
（2）實驗分析及基因在染色體上的位置：
①若后代中的煙草全部表現為抗花葉病，則基因在染色體上的位置可表示為．
②若后代的玉米中抗蟲：不抗蟲=3：1，則基因在染色體上的位置可表示為．
③若后代的玉米中抗蟲：不抗蟲=15：1，則基因在染色體上的位置可表示為．

Answer 1

分析 1、基因自由組合定律的實質是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的；在減數分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合．
2、抗蟲基因整合到玉米染色體上后有三種情況，即兩個抗蟲基因位于一對同源染色體的兩條染色體上、兩個抗蟲基因位于一條染色體、兩個抗蟲基因位于兩條非同源染色體上，再根據這三種情況進行逆推．

解答 解：（1）實驗步驟：
①要探究抗蟲基因整合到玉米染色體上的具體情況，最簡便的方法是自交法，即將該轉基因玉米植株進行自交；
②統計該玉米植株自交后代的表現型及比．
（2）抗蟲基因整合到玉米染色體上后有三種情況，即兩個抗蟲基因位于一對同源染色體的兩條染色體上、兩個抗蟲基因位于一條染色體、兩個抗蟲基因位于兩條非同源染色體上：
①若為第一種情況，即兩個抗蟲基因位于一對同源染色體上，則該個體產生的配子均含有抗蟲基因，其自交后代全部表現為抗花葉�。�
②若為第二種情況，即兩個抗蟲基因位于一條染色體上，則該個體產生的配子含有抗蟲基因的概率為$\frac{1}{2}$，其自交后代的玉米中抗蟲：不抗蟲=$\frac{3}{4}$：$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=3：1．
③若為第三種情況，即兩個抗蟲基因位于兩條非同源染色體上，則該個體產生的配子含有抗蟲基因的概率為$\frac{3}{4}$，其自交后代的玉米中抗蟲：不抗蟲=（1-$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$）：$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$=15：1．
故答案為：
（1）①將該轉基因玉米植株進行自交
②統計該玉米植株自交后代的表現型及比例
（2）①兩個抗蟲基因位于一對同源染色體上
②后代的玉米中抗蟲：不抗蟲=3：1     兩個抗蟲基因位于一條染色體上
③后代的玉米中抗蟲：不抗蟲=15：1

點評 本題考查基因自由組合定律的實質及應用、基因工程等知識，要求考生識記雜交法、自交法和測交法的應用，能緊扣題干“最簡便”的要求選擇合適的方法；掌握基因自由組合定律的實質，能根據“兩個抗蟲基因位于一對同源染色體的兩條染色體上、兩個抗蟲基因位于一條染色體、兩個抗蟲基因位于兩條非同源染色體上”這三種情況進行逆推．