跳出陷阱,做考题的研究者

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  自从2010年全国联赛题出现了关于野茉莉花的五种颜色的遗传题以后,五种颜色的茉莉花就成为了考查遗传规律的又一个“明星”材料,如此受欢迎是因为此类题型综合考查了复等位基因、基因互作与基因通过控制酶的合成控制代谢过程从而控制生物的性状。
  很多教师和同学都疑惑,这五种性状到底是由几对基因控制的呢?如何控制的?要解开这些疑惑,就要参看2012年江西重点中学联考题。
  例题:某生物兴趣小组在野外发现野生茉莉花的花色有白色、浅红色、粉红色、大红色和深红色五种,小组成员推测这是由位于染色体上的基因编码的产生色素的酶所决定的,请回答:
  ①若已确定花色由等位基因R1(产生粉红色色素)、R2(产生浅红色色素)和r(不产生有色色素)控制,且R1和R2对r显性,R1和R2共显性及色素在表现花色时有累加效应(即R1R1表现为深红色、R1R2表现为大红色、R2R2表现为粉红色)。
  两株花色为粉红色的植株杂交,子代的表现型可能是_______。(要求写出花色及比例)
  ②若两株花色为粉红色的植株杂交,子代中花色表现为1白色,4浅红色,6粉红色,4大红色,1深红色,则可以确定花色由 对独立分配的等位基因决定,并遵循 定律。其中粉红色的基因型有 种。
  ③若两株花色为深红色的植株杂交,子代中花色为深红色的植株占81/256,花色为白色的植株占1/4,可以确定花色由 对独立分配的等位基因决定,子代中花色为大红色、粉红色和浅红色的植株分别占 、 、 。
  【解析】①由题意可知,白色的基因型为rr,浅红色的基因型为R2r,粉红色的基因型为R2R2、R1r,大红色的基因型为R1R2,深红色的基因型为R1R1,这是复等位基因控制一种性状的5个相对性状的问题。若两株花色为粉红色的植株杂交,则会出现3种基因型的交配方式:
  ②若两株花色为粉红色的植株杂交,子代中花色表现型之比为1:4:6:4:1,几个值相加正好等于16,与孟德尔研究的两对基因,双杂合子自交后代性状比之和相等,遵循基因的自由组合定律,属于显性基因数量的叠加效应,即每增加一个显性基因,花色将逐渐加深。表现型共有五种,全隐、一显(一个显性基因)、二显、三显和四显。
  ③子代中花色为深红色的植株占81/256,符合孟德尔的遗传规律,设有n对基因控制这一性状,则公式(3/4)n=81/256,解得n=4,可以确定花色由4对独立分配的等位基因决定,符合孟德尔的基因自由组合定律。为何花色为白色的植株只占1/4?(表明白色花未必就是全隐性花,一对基因隐性纯合即为白花)若是有四对基因控制花色的五个相对性状,又是如何控制的呢?(花色是由基因编码的产生色素的酶所决定的,那四对基因可能通过控制四种相关的酶的合成,从而控制细胞液中的某些中间物质的合成,从而控制花色的形成,表现为一种性状的5个相对性状上,如下图所示。)
  若两株花色为深红色的植株(AaBbCcDd)杂交,子代中花色的表现型及比例:白色(aa)占1/4;浅红色(A_bb)占3/16;粉红色(A_B_cc)占9/64;大红色(A_B_C_dd)占27/256;而深红色(A_B_C_D_)占81/256。
  通过第三问谜团的解开,可知基因对性状的控制和遗传规律可以实现很好的综合,这个遗传题可以作为很好的素材去探索遗传的基本规律。
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