Question

7．玉米葉片葉綠素的合成受其7號(hào)染色體上一對(duì)等位基因（A、a）的控制，同時(shí)也受光照的影響．
（1）玉米植株中，體細(xì)胞含2個(gè)A的植株葉片呈深綠色，含一個(gè)A的植株葉片呈淺綠色；體細(xì)胞沒有A的植株葉片呈黃色，會(huì)在幼苗期后死亡．此實(shí)例可以說明基因能通過控制酶的合成而控制生物的性狀．在正常光照下，AA植株葉片呈深綠色，而在遮光條件下卻呈黃色，這又說明了光照的有無會(huì)影響到與葉綠素代謝有關(guān)酶的基因（A）的表達(dá)，進(jìn)而影響葉片顏色．
（2）有一批淺綠色植株（P），如果讓它們相互授粉得到F₁，F(xiàn)₁植株隨機(jī)交配得到F₂，逐代隨機(jī)交配得到F_n，那么在F_n代成熟植株中a基因頻率為$\frac{1}{n+2}$（用繁殖代數(shù)n的表達(dá)式表示）．
（3）現(xiàn)有一淺綠色突變體成熟植株甲，其體細(xì)胞（如圖）中一條 7 號(hào)染色體的片段m發(fā)生缺失，記為q；另一條正常的7號(hào)染色體記為p．片段m缺失的花粉會(huì)失去受精活力，片段m缺失的卵細(xì)胞受精無影響，但卵細(xì)胞若無A或a基因則不能完成受精作用．請(qǐng)推測該淺綠突變體成熟植株甲的A或a基因是否位于段m上？不可能（填“一定”、“可能”或“不可能”）．假設(shè)A、a不位于片段m上，要確定植株甲的基因A、a在染色體p、q上的分布，現(xiàn)將植株甲進(jìn)行自交得到F₁，待F₁長成成熟植株后，觀察并統(tǒng)計(jì) F₁表現(xiàn)型及比例．請(qǐng)預(yù)測結(jié)果并得出結(jié)論：
①F₁全為淺綠色植株，則植株甲體細(xì)胞中基因A位于q上，基因a位于p上．
②F₁ 深綠色植株：淺綠色植株=1：1，則植株甲體細(xì)胞中基因A位于p上，基因a位于q上．

Answer 1

分析 基因控制生物的性狀，但同時(shí)又受環(huán)境的影響，即表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境因素．
染色體變異是指染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變．染色體結(jié)構(gòu)的變異主要有缺失、重復(fù)、倒位、易位四種類型．染色體數(shù)目變異可以分為兩類：一類是細(xì)胞內(nèi)個(gè)別染色體的增加或減少，另一類是細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目以染色體組的形式成倍地增加或減少．

解答 解：（1）玉米植株中，體細(xì)胞含2個(gè)A的植株葉片呈深綠色，含一個(gè)A的植株葉片呈淺綠色；體細(xì)胞沒有A的植株葉片呈黃色，會(huì)在幼苗期后死亡．此實(shí)例可以說明基因能通過控制酶的合成而控制生物的性狀．根據(jù)題意分析可知：AA植株葉片在正常光照下呈深綠色，而在遮光條件下卻呈黃色，說明光照的有無會(huì)影響與葉綠體代謝有關(guān)酶的基因的表達(dá)，進(jìn)而影響葉片顏色．
（2）在淺綠色植株體的體細(xì)胞基因型為Aa，當(dāng)有些細(xì)胞正在進(jìn)行細(xì)胞分裂，基因已完成了復(fù)制但未平分到兩個(gè)子細(xì)胞中時(shí)，這些正常細(xì)胞中會(huì)含有兩個(gè)A基因．有一批淺綠色植株（Aa），如果讓它們相互授粉得到AA、Aa、aa，由于體細(xì)胞沒有A的植株葉片呈黃色，會(huì)在幼苗期后死亡．所以熟植株中只有AA、Aa，比例為1：2，a基因頻率為$\frac{1}{3}$=$\frac{1}{1+2}$．F₁植株隨機(jī)交配得到F₂，其中AA占$\frac{4}{9}$、Aa占$\frac{4}{9}$、aa占$\frac{1}{9}$，成熟植株中a基因頻率為$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{2+2}$．F₃代a基因頻率為$\frac{1}{5}$=$\frac{1}{3+2}$，所以在F_n代成熟植株中a基因頻率為$\frac{1}{n+2}$．
（3）淺綠色突變體成熟植株甲的體細(xì)胞基因型為Aa，如果基因A或a在缺失片段m上，則q染色體上沒有基因A、a，又因?yàn)楹�有這樣的q染色體的花粉或卵細(xì)胞都不能完成受精作用，則植株甲不能產(chǎn)生．因此，植株甲的A或a基因不會(huì)在片段m上．
將植株甲進(jìn)行自交得到F₁，待F₁長成成熟植株后，觀察并統(tǒng)計(jì)F₁表現(xiàn)型及比例．
若植株甲體細(xì)胞中基因A位于q上，基因a位于p上，由于片段m缺失的花粉會(huì)失去受精活力，所以有受精活力的精子類型只有含a一種；片段m缺失的卵細(xì)胞受精無影響，所以有受精活力的卵細(xì)胞有含A和含a兩種，因此F₁全為淺綠色植株（體細(xì)胞沒有A的植株葉片呈黃色，會(huì)在幼苗期后死亡）；
若植株甲體細(xì)胞中基因A位于p上，基因a位于q上，則有受精活力的精子類型只有含A一種，而有受精活力的卵細(xì)胞有含A和含a兩種，因此F₁深綠色植株（AA）：淺綠色植株（Aa）=1：1．
故答案為：
（1）酶的合成     光照的有無會(huì)影響到與葉綠素代謝有關(guān)酶的基因（A）的表達(dá)，進(jìn)而影響葉片顏色
（2）$\frac{1}{n+2}$
（3）不可能          ①全為淺綠色植株          ②深綠色植株：淺綠色植株=1：1

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因與性狀關(guān)系及染色體變異的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題和解決問題的能力．