《2025年资源库高中生物人教版》

例162 [山东2024·22]某二倍体两性花植物的花色、茎高和籽粒颜色3种性状的遗传只涉及2对等位基因，且每种性状只由1对等位基因控制，其中控制籽粒颜色的等位基因为D/d；叶缘的光滑形和锯齿形是由2对等位基因A、a和B、b控制的1对相对性状，且只要有1对隐性纯合基因，叶缘就表现为锯齿形。为研究上述性状的遗传特性，进行了如表所示的杂交实验。另外，拟用乙组F₁自交获得的F₂中所有锯齿叶缘籽粒黄的叶片为材料，通过PCR检测确定个体中控制这2种性状的所有等位基因，检测每株个体中控制籽粒性状的片段为等位基因，通过确定这些基因在染色体上的相对位置关系。预期对被检测群体中所有个体按PCR产物的电泳条带组成(即基因型)相同的原则归类后，该群体电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，如图所示，其中条带③和④分别代表基因a和d。已知各基因的PCR产物通过电泳均可区分，各相对性状呈完全显隐性关系，不考虑突变和染色体互换。
组别 亲本杂交组合 F₁的表型及比例
甲 紫花矮茎黄粒×红花高茎绿粒 紫花高茎黄粒：红花高茎绿粒：紫花矮茎黄粒：红花矮茎绿粒=1：1：1：1
乙 锯齿叶黄粒×锯齿叶绿粒 全部为光滑叶黄粒
图2-2-68
（1）据表分析，由同一对等位基因控制的2种性状是_______，判断依据是_______。
（2）据表分析，甲组F₁随机交配，若子代中高茎植株占比为_______，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
（3）图中条带②代表的基因是_______；乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为_______。若电泳图谱为类型Ⅰ，则被检测群体在F₂中占比为_______。
（4）若电泳图谱为类型Ⅱ，只根据该结果还不能确定控制叶缘形状和籽粒颜色的等位基因在染色体上的相对位置关系，需辅以对F₂进行调查。已知调查时正值F₂的花期，调查思路：_______；预期调查结果并得出结论：_______。

答案： （1）花色和籽粒颜色 紫花植株籽粒全为黄色，红花植株籽粒全为绿色
（2）$\frac{9}{16}$
（3）A aaBBDD $\frac{1}{4}$
（4）调查红花植株叶边缘形状 若叶边缘均为锯齿形，则aBD（或Abd）位于同一条染色体；若叶边缘有锯齿形和光滑形两种，则aD（或Ad）位于同一条染色体，aD（或Ad）和B（b）位于2对同源染色体上
解析：本题考查基因位置关系、电泳分析。
（1）紫花植株籽粒全为黄色，红花植株籽粒全为绿色，即亲本相同两种性状的F₁中花色和籽粒颜色的性状与亲本相同，杂交产生没有发生重新组合，而二者与茎高之间发生了重新组合，说明花色和籽粒颜色由同一对等位基因控制。
（2）设控制茎高的基因为E/e，若甲组涉及的2对等位基因连锁遗传，由于F₁中出现了四种性状，可推出两亲本都为杂合子。由乙组实验结果可知黄粒为显性性状，即甲组中紫花矮茎黄粒亲本基因型为De/de，红花高茎绿粒亲本基因型为dE/de，即甲图为De/de×dE/de，F₁随机交配，子代基因型及比例可用配子法进行计算。若甲组涉及的2对等位基因独立遗传，甲组矮茎植株与高茎植株杂交，F₁中矮茎：高茎=1:1，则无法判断茎高的显隐性，但可推出亲本基因型组合为Ee×ee，F₁基因型及比例为Ee：ee=1：1。F₁随机交配，子代中高茎植株占比为$\frac{9}{16}$（显性）或$\frac{7}{16}$（隐性）。综上，若子代中高茎植株占比为$\frac{9}{16}$，则能确定甲组中涉及的2对等位基因独立遗传。
（3）根据题干信息，叶边缘锯齿形植株的基因型有aaBB、aaBb、aabb、AAbb、Aabb，共五种，乙组中锯齿叶与锯齿叶杂交，F₁全为光滑叶，说明亲本基因型组合为aaBB×AAbb，F₁基因型为AaBb，再结合粒形，F₁的基因型为AaBbDd。由题图可知，类型Ⅰ所有锯齿叶黄粒植株的电泳图谱只有类型Ⅰ或类型Ⅱ，即基因型有三种或一种。条带③和④分别代表基因a和d，则类型Ⅱ对应的基因型为AAbbdd（无a），条带①、②代表基因A、b，对应关系未知，但无基因B对应条带。类型Ⅰ中第一种电泳条带组成对应的基因型为Aabbdd（有A），第二种电泳条带组成对应的基因型为AAbbdd（无a），第三种电泳条带组成对应的基因型为aabbdd（无A），即条带①代表的基因是b，条带②代表的基因是A。若电泳图谱为类型Ⅰ，则b、d基因连锁（B、D为连锁）。且与A、a基因不连锁，乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型为aaBBDD，锯齿叶绿粒亲本基因型为AAbbdd，F₁有关基因在染色体上的位置如图所示。F₁自交获得的F₂基因型及比例为（$\frac{1}{4}$AA、$\frac{2}{4}$Aa、$\frac{1}{4}$aa）（$\frac{1}{4}$BB、$\frac{2}{4}$Bb、$\frac{1}{4}$bb）DD，则被检测群体在F₂中占比为$\frac{2}{4}×\frac{1}{4}$（Aabbdd）+$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$（AAbbdd）+$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$（aabbdd）=$\frac{4}{16}$=$\frac{1}{4}$。若电泳图谱为类型Ⅱ，则A、d基因连锁（a、D连锁），乙组中锯齿叶黄粒亲本的基因型仍为aaBBDD。
（4）若电泳图谱为类型Ⅱ，则A、d基因连锁（a、D基因连锁），但是不能确定B、b是否与二者连锁，需辅以对F₂进行调查。由（1）可知，该植株的花色与籽粒颜色由同一对等位基因控制，且调查时正值F₂的花期，因此可调查并统计F₂中红花植株叶边缘形状。若叶边缘均为锯齿形，则aBD（或Abd）位于同一条染色体；若叶边缘有锯齿形和光滑形两种，则aD（或Ad）位于同一条染色体，aD（或Ad）和B（b）位于2对同源染色体上。