Question

18．某雌雄異株的二倍體植物有紅花、橙花、白花三種植株．已知雌株與雄株有M、m基因控制，花色受A、a與B、b基因的控制（A與B基因同時存在的植株開紅花，二者都不存在時開白花），相關(guān)基因獨立遺傳且完全顯性．為研究該植物的遺傳，所進行的實驗如下：
實驗1：利用紅花植株的花粉進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，對幼苗進行處理，獲得的正常植株全部開白花且雌株與雄株的比例約為1：1，利用橙花植株的花粉重復(fù)上述實驗，結(jié)果相同．
實驗2：紅花雄株與紅花雌株雜交，每組雜交子代中，雌株與雄株的比例為1：1，且總出現(xiàn)比例約為1：2：1的紅花株、橙花株、白花株．
請回答：
（1）對紅花植株的花粉離體培養(yǎng)，所獲得的幼苗的基因型為mab；對幼苗進行處理獲得正常植株，常采用的處理方法是用秋水仙素處理單倍體幼苗，花粉離體培養(yǎng)獲得幼苗的過程表現(xiàn)花粉具有全能性．
（2）橙花雄株與橙花雌株雜交，子代中雄株的性狀分離比為橙花：白花=1：1，紅花雄株的基因型是mmAaBb，自然條件下，一般不存在基因型為MM的植株，其原因主要是雄株是由隱性基因m控制，因此不能產(chǎn)生含有M的精子．
（3）紅花雄株與紅花雌株雜交，子代中紅花株、橙花株與白花株的比例為1：2；1，研究者認為該性狀分離比是相關(guān)基因?qū)е禄ǚ鄄挥�的結(jié)果，可利用測交實驗進行驗證，若測交實驗中雌雄比例是1：1，且都表現(xiàn)為白花，則上述觀點正確．

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，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．
2、由題意知，M（m）、A（a）、B（b）獨立遺傳，因此在遺傳過程中遵循自由組合定律；花色受A、a與B、b基因的控制，A與B基因同時存在的植株開紅花，二者都不存在時開白花，因此白花植株的基因型是aabb，紅花植株的基因型是A_B_，aaB_、A_bb為橙花；由實驗1可知，紅花植株的花粉進行離體培養(yǎng)獲得幼苗，對幼苗進行處理，獲得的正常植株全部開白花，且雌雄比例是1：1，說明A（a）、B（b）位于常染色體上紅花雄株的基因型是mmAaBb，且mAB、mAb、maB的精子不活，利用橙花植株的花粉重復(fù)上述實驗，結(jié)果相同，進一步說明含有A或B的精子不活．
3、單倍體育種的原理是染色體變異，單倍體育種過程是：花藥離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗，由于單倍體高度不育，因此要用秋水仙素處理單倍體幼苗，使染色體數(shù)目加倍，獲得可育植株，單倍體育種的優(yōu)點是明顯縮短育種年限．

解答 解：（1）由分析可知，紅花植株的基因型是mmAaBb，產(chǎn)生的配子的類型及比例是mAB：mAb：amB：mab=1：1：1：1，其中mAB、mAb、maB不活，因此花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生的單倍體的基因型是mab，對幼苗用秋水仙素處理后，染色體加倍，稱為可育二倍體，基因型為mmaabb；花粉離體培養(yǎng)獲得幼苗的原理是植物細胞具有全能性．
（2）由于橙花雄株的基因型是mmAabb或毛霉aaBb，不論那一種基因型，橙花雄株產(chǎn)生的可育配子的基因型都是mab，橙花雌株的基因型是MmAabb（MmaaBb）二者雜交子代的基因型及比例是MmAabb：Mmaabb：mmAabb：mmaabb=1：1：1：1，其中mmAabb、mmaabb都是雄株，花色比是橙花：白花=1：1；由于雄株產(chǎn)生的可育配子的基因型是mab，因此紅花雄株的基因型是mmAaBb；雄株是由隱性基因m控制，因此不能產(chǎn)生含有M的精子，因此自然條件下，一般不存在基因型為MM的植株．
（3）如果紅花雄株與紅花雌株雜交，子代中紅花株、橙花株與白花株的比例為1：2；1，該性狀分離比是相關(guān)基因?qū)е禄ǚ鄄挥�的結(jié)果，則紅花雄株產(chǎn)生的有活力的精子只有一種是mab，讓其與白花雌性親本進行測交，白花雌性親本的基因型是Mmaabb，測交后代的基因型是Mmaabb：mmaabb=1：1，雌雄比例是1：1，且都表現(xiàn)為白花．
故答案為：
（1）mab      用秋水仙素處理單倍體幼苗   全能性
（2）橙花：白花=1：1     mmAaBb     雄株是由隱性基因m控制，因此不能產(chǎn)生含有M的精子
（3）雌雄比例是1：1，且都表現(xiàn)為白花

點評 本題旨在考查學(xué)生理解基因自由組合定律的實質(zhì)、花粉不育對后代性狀分離比的影響、單倍體育種的過程，等知識要點，通過單倍體育種出現(xiàn)的性狀偏離比現(xiàn)象，分析出不育花粉的類型是解答該題的關(guān)鍵，學(xué)會應(yīng)用演繹推理的思路設(shè)計實驗、預(yù)期結(jié)果、獲取結(jié)論．