Question

16．玉米的籽粒顏色有紫色、白色和花斑之分．為研究玉米籽粒顏色的遺傳規(guī)律，科研人員進行了系列實驗．
（1）用紫色籽粒玉米進行自交，偶然發(fā)現(xiàn)后代表現(xiàn)為紫色：花斑：白色=12：3：1，據(jù)此推測：
①該玉米基因型為AaBb（用基因A與a，B與b，C與c…表示）．
②花斑籽粒的基因型是A_bb或aaB_．對花斑籽粒進行測交，表現(xiàn)型及比例為花斑：白色=2：1．
③已知親本紫色籽粒玉米為純種，從基因組成上推測出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因為AABB（AAbb或aaBB）突變?yōu)锳aBb．（舉一例說明即可）
（2）多年后研究發(fā)現(xiàn)玉米籽�；ò咝誀畹某霈F(xiàn)與9號染色體上的C基因、Ds基因和Ac基因有關．玉米籽粒不同顏色的形成機理如圖所示．

①花斑籽粒的出現(xiàn)受到Ac和Ds基因調控，所以不同于一般的基因突變．
②白色籽粒的出現(xiàn)是由于該染色體上Ac激活Ds，使Ds“跳離”原位置并插入C中，導致C基因被破壞．
③花斑籽粒中紫色斑點出現(xiàn)的原因是：種子形成過程中，某些細胞中Ac激活Ds從C基因處移走，C基因表達，出現(xiàn)紫色．紫色斑點的大小由Ds從C基因上移走的早晚（產(chǎn)生紫色斑點的細胞分裂次數(shù)）決定．
（3）依據(jù)上述機理，利用Ac和Ds（序列已知）特有的功能，可用于研究：被插入基因的功能（基因突變的位置；獲取被插入基因）．

Answer 1

分析 1、用紫色籽粒玉米進行自交，偶然發(fā)現(xiàn)后代表現(xiàn)為紫色：花斑：白色=12：3：1，由于12：3：1是9：3：3：1的變式，紫色籽粒玉米的基因型是AaBb．
F₂的基因型及比例：
①雙顯（A_B_紫色）：$\frac{1}{16}$AABB、$\frac{2}{16}$AaBB、$\frac{2}{16}$AABb、$\frac{4}{16}$AaBb；
②一顯一隱（A_bb？）：$\frac{1}{16}$AAbb、$\frac{2}{16}$Aabb；
③一隱一顯（aaB_？）：$\frac{1}{16}$aaBB、$\frac{2}{16}$aaBb；
④雙隱（aabb白色）：$\frac{1}{16}$aabb．
假如A_bb是花斑色，則aaB_是白色；假如aaB_是花斑色，則A_bb是白色．
2、分析該圖形：
①紫色籽粒的形成是由于具有正常Ac、Ds、C三個基因；
②白色籽粒的形成原因是Ds移走，插入了C基因內部，破壞了C基因，導致無法形成紫色色素；
③花斑籽粒的形成原因是部分細胞含有C基因表達出紫色性狀；部分細胞C基因被Ds破壞掉，表現(xiàn)出白色，所以整體表現(xiàn)出花斑籽粒．

解答 解：（1）①根據(jù)分析，該玉米基因型為AaBb．
②由于12：3：1是9（A_B_）：3（A_bb）：3（aaB_）：1（aabb）的變式，12=9+3，其中的3可能是3A_bb，也可能是3aaB_，所以花斑籽粒的基因型是A_bb或aaB_．
兩種A_bb或aaB_，測交后的分離比是相同的，以3A_bb為例：$\frac{1}{3}$AAbb：$\frac{2}{3}$Aabb；
$\frac{1}{3}$AAbb×aabb→$\frac{1}{3}$Aabb；
$\frac{2}{3}$Aabb×aabb→$\frac{2}{3}$（$\frac{1}{2}$Aabb+$\frac{1}{2}$aabb）；
所以對花斑籽粒進行測交，表現(xiàn)型及比例為花斑（$\frac{1}{3}$Aabb+$\frac{1}{3}$Aabb）：白色（$\frac{1}{3}$aabb）=2：1．
③根據(jù)分析純種紫色籽粒玉米的基因型為AABB、AAbb或AABB、aaBB，而該株紫色籽粒玉米的基因型是AaBb，所以從基因組成上推測出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因為 AABB（AAbb或aaBB）突變?yōu)锳aBb．
（2）①根據(jù)圖形可以看出出現(xiàn)紫色的原因是C基因表達的結果，而花斑籽粒形成的原因是部分細胞含有C基因，部分細胞不含C基因，不含C基因的原因是C基因被Ds基因破壞掉，Ds破壞C基因的原因是受Ac基因的影響，花斑籽粒的出現(xiàn)受到Ac和Ds基因調控，所以不同于一般的基因突變．
②白色籽粒的出現(xiàn)是由于該染色體上Ac激活Ds，使Ds“跳離”原位置并插入C中，導致C基因被破壞．
③花斑籽粒中紫色斑點出現(xiàn)的原因是：種子形成過程中，某些細胞中Ac激活Ds從C基因處移走，C基因表達，出現(xiàn)紫色．紫色斑點的大小由Ds從C基因上移走的早晚（產(chǎn)生紫色斑點的細胞分裂次數(shù)）決定．
（3）依據(jù)上述機理，利用Ac和Ds（序列已知）特有的功能因為Ac可以激活Ds，Ds基因可以移走，所以可以破壞某些基因，基因被破壞后，相應的性狀改變，因此可用于研究被插入基因的功能．
故答案為：
（1）①AaBb（合理即給分，如AaBbCC）
②A_bb或aaB_（合理即給分）花斑：白色=2：1
③AABB（AAbb或aaBB）突變?yōu)锳aBb
（2）①Ac和Ds
②Ac激活Ds，使Ds“跳離”原位置并插入C中
③某些細胞中Ac激活Ds從C基因處移走，C基因表達，出現(xiàn)紫色
Ds從C基因上移走的早晚（產(chǎn)生紫色斑點的細胞分裂次數(shù)）
（3）被插入基因的功能（基因突變的位置；獲取被插入基因）

點評 本題考查兩方面的知識點：一是9：3：3：1的變形分析，需要對16個個體非常熟悉；二是考查信息的獲取能力，通過玉米籽粒花斑性狀機理的研究，考查基因與性狀的關系，而這個關系完全取決于信息，考查了自主學習的能力．