Question

玉米原产于美洲，是世界主要粮食作物之一，玉米有抗病与不抗病（A和a表示），宽叶和窄叶（B和b表示）两对相对性状，现有一株抗病宽叶玉米自交，子一代表现型是抗病宽叶：不抗病宽叶：抗病窄叶=4:2:2。

（1）科学研究发现子一代出现该比例的原因是亲本中有2种基因型的花粉出现不育，则这两种花粉的基因组成为______；子一代抗病宽叶植株中基因型为双杂合个体所占的比例为______；取子一代中基因型AaBb和aaBb的两株玉米种植于同一温室中，传粉前对基因型为AaBb的植株去雄，使其只能杂交而无法进行自交，则子二代中表现型之比为_______。（假设传粉时玉米自交和杂交的几率相同）

（2）现有一种三体抗病水稻，细胞中4号染色体的同源染色体有三条。下图为其产生的配子类型图（3,4为染色体标号；A为抗病基因，a为非抗病基因），其中染色体异常的雄配子不能参与受精作用，请回答：

①假设只考虑3,4号染色体，则上图中三体水稻处于减数第一次分裂联会时期的细胞中可观察到________个四分体。

②现有非抗病水稻（aa）和该三体抗病水稻（AAa）杂交（不考虑基因突变和染色体交叉互换），已知正交实验的F₁抗病水稻：非抗病水稻=2:1，则反交实验的F₁中抗病水稻：非抗病水稻为_______，抗病水稻中的三体占______。

③若分别控制水稻宽叶和窄叶的一对等位基因B和b位于3号染色体上，则AAaBb的三体水稻自交后代中非抗病窄叶水稻占_______。

④若减数分裂过程没有发生基因突变和染色体交叉互换，且产生的配子都有正常活性，则图中Aa和a型的配子______（填“可能”或“不可能”）来自一个基因型为AAa的精原细胞。

Answer

AB和 ab 1/2 1:3 2 5: 1 3/5 1/72 不可能

【解析】试题分析：根据题意，三体在减数分裂时，3条同源染色体中的任意2条配对联会并正常分离，另1条染色体随机移向细胞一极，各种配子的形成机会和可育性相同，所以三体水稻AAa会产生四种配子AA、Aa、A、a，其比值分别为1：2：2：1。

（1）抗病宽叶玉米自交后代出现了不抗病（aa）和窄叶（bb），说明亲本抗病宽叶的基因型为AaBb，后代中没有出现不抗病窄叶植株，说明ab花粉不育，再根据9：3:3:1这个等式，说明不抗病宽叶和抗病窄叶的基因型分别为aaBb和Aabb，说明aB和Ab花粉配子可育，不育的花粉还有AB，因此这两种不育花粉的基因组成为AB和 ab。因此子一代中抗病宽叶的基因型为AaBB、AABb和AaBb，且比例为1:1:2，因此抗病宽叶植株中基因型为双杂合（AaBb）个体所占的比例为1/2。母本AaBb与父本aaBb杂交，由于aaBb产生的aB花粉能受精，因此产生的后代为1/4AaBB，1/4AaBb，1/4aaBB和1/4aaBb，aaBb的植株可以自交，产生的后代为1/2aaBB和1/2aaBb，因此子二代中表现型有抗病宽叶和不抗病宽叶，比例为（1/4+1/4）:( 1/4+1/4+1/2+1/2)=1：3。

（2）①4号染色体的同源染色体有三条，这三条染色体会联会，形成一个四分体，而3号染色体正常联会，也能形成一个四分体，因此只考虑3,4号染色体，则上图中三体水稻处于减数第一次分裂联会时期的细胞中可观察到2个四分体。

②由于染色体异常的雄配子不能参与受精作用，正交实验的F1抗病水稻：非抗病水稻=2:1，说明该三体抗病水稻（AAa）作为父本，且产生的雄配子中只有A与a配子才能受精，且比例为2:1，故F1抗病水稻：非抗病水稻=2:1。因此反交实验中三体抗病水稻（AAa）作为母本，能产生4种配子且都能受精，因此后代中的基因型为AAa、Aaa、Aa和aa，且比例为1:2:2:1，故抗病水稻：非抗病水稻=5:1。抗病水稻中的三体基因型为AAa和Aaa，且比例为3/5。

③AAaBb的三体水稻自交可以分成两对即AAa和Bb自交，Bb自交后代中窄叶占1/4，AAa自交中，雌配子基因型以及比例为：AA：Aa：A：a=1:2:2:1，由于染色体异常的雄配子不能参与受精作用，能参与受精的雄配子基因型以及比例为：A：a==2:1，AAa自交后代中非抗病占1/6×1/3=1/18，故AAaBb的三体水稻自交后代中非抗病窄叶水稻占1/18×1/4=1/72。

④AAa的精原细胞通过减数分裂，能产生4个精细胞，基因型为A、A、Aa和Aa或a、a、AA和AA，因此含a的配子和含Aa的配子不可能来自同一个初级精母细胞。