1.在某严格自花传粉的二倍体植物中,发现甲、乙两类矮生突变体(如图所示),矮化植株无基因A,矮化程度与基因a的数量呈正相关。丙为花粉不育突变体,含基因b的花粉败育。请回答下列问题(甲、乙、丙均为纯合体):
(1)甲类变异属于________,乙类变异是在甲类变异的基础上,染色体的结构发生了________。
(2)乙减数分裂产生________种花粉,在分裂前期,一个四分体中最多带有________个基因a。
(3)甲的自交后代只有一种表现型,乙的自交后代中(各类型配子和植株的成活率相同),F1有________种矮化类型,F2植株矮化程度由低到高,数量比为________。
(4)为鉴定丙的花粉败育基因b是否和基因a位于同源染色体上,进行如下杂交实验:丙(♀)与甲(♂)杂交得F1。再以F1作________(填“父本”或“母本”)与甲回交。
①若F2中,表现型及比例为________,则基因b、a位于同源染色体上。
②若F2中,表现型及比例为________,则基因b、a位于非同源染色体上。
解析:(1)依题意,在某严格自花传粉的二倍体植物中,出现的矮化植株无基因A,矮生突变体甲的基因型为aa,据此可判断矮生突变体甲的出现是由于基因A突变成基因a所致;分析题图可知,矮生突变体乙的出现,是由于甲的1条染色体上基因a所在的片段移接到同源的另一条染色体上,此类变异属于染色体结构变异中的重复或缺失。(2)乙在减数分裂过程中,因同源染色体的分离,产生了不含基因a和含2个基因a的2种花粉。在减数第一次分裂前的间期,由于染色体的复制,由原来含2个基因a变成了含4个基因a,所以在分裂前期,一个四分体中最多带有4个基因a。(3)设用a-表示不含基因a,则乙的基因型可表示为a-aa。
结合对(2)的分析可知,乙产生的雌配子和雄配子各有2种:a-、aa,它们之间的数量比为1∶1。乙自交,F1的基因型及其比例为a-a-∶a-aa∶aaaa=1∶2∶1,已知矮化程度与基因a的数量呈正相关,所以F1有3种矮化类型。在F1中,a-aa自交后代为×a-a-,×a-aa,×aaaa;所以F2植株矮化程度由低到高,数量比为a-a-∶a-aa∶aaaa=3∶2∶3。(4)依题意可知,丙的基因型为AAbb,甲的基因型为aaBB。为鉴定丙的花粉败育基因b是否和基因a位于同源染色体上,让丙(♀)与甲(♂)杂交,所得F1的基因型为AaBb。
因为含基因b的花粉败育,而甲不含基因b,所以为了能达到实验目的,再以F1作父本与甲回交,观察后代的表现型及其比例。①如果基因b、a位于同源染色体上,则F1产生的可育配子的基因型为aB,甲产生的配子的基因型为aB,F2的基因型均为aaBB,全部表现为矮化。②如果基因b、a位于非同源染色体上,则F1产生的可育配子的基因型及其比例为AB∶aB=1∶1,则F2的表现型及比例为正常(AaBB)∶矮化(aaBB)=1∶1。
答案:(1)基因突变 重复或缺失 (2)2 4 (3)3 3∶2∶3 (4)父本 ①全为矮化 ②正常∶矮化=1∶1