题目
某XY型雌雄异株的植物，花色受两对等位基因A、a和B、b共同控制，两对基因与花色性状的关系如下图。研究人员用纯合紫花雄株与纯合蓝花雌株杂交，F1全为蓝花植株，F1杂交获得F2，表型及比例为蓝花：紫花=13：3，且紫花全为雄株。回答下列问题：基因A-|||-基因B→酶B 抑制-|||-蓝色素 基因A 紫色素（1）A、a 和B、b两对基因的遗传 ____ （“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，根据杂交实验的结果判断，B、b基因位于 ____ 染色体上。该种植物蓝花植株基因型有 ____ 种。（2）将 F2中的紫花雄株与蓝花雌株随机交配，得到的F3中蓝花植株的比例为 ____ 。（3）科学家用红色和绿色荧光分别标记A 和a基因，用蓝色和黄色荧光分别标记B、b基因，使F1雄株的精原细胞中相应基因均带上相应荧光标记，观察到分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点，其原因是 ____ 。
某XY型雌雄异株的植物，花色受两对等位基因A、a和B、b共同控制，两对基因与花色性状的关系如下图。研究人员用纯合紫花雄株与纯合蓝花雌株杂交，F1全为蓝花植株，F1杂交获得F2，表型及比例为蓝花：紫花=13：3，且紫花全为雄株。回答下列问题：
（1）A、a 和B、b两对基因的遗传 ____ （“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，根据杂交实验的结果判断，B、b基因位于 ____ 染色体上。该种植物蓝花植株基因型有 ____ 种。
（2）将 F2中的紫花雄株与蓝花雌株随机交配，得到的F3中蓝花植株的比例为 ____ 。
（3）科学家用红色和绿色荧光分别标记A 和a基因，用蓝色和黄色荧光分别标记B、b基因，使F1雄株的精原细胞中相应基因均带上相应荧光标记，观察到分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点，其原因是 ____ 。
（1）A、a 和B、b两对基因的遗传 ____ （“遵循”或“不遵循”）自由组合定律，根据杂交实验的结果判断，B、b基因位于 ____ 染色体上。该种植物蓝花植株基因型有 ____ 种。
（2）将 F2中的紫花雄株与蓝花雌株随机交配，得到的F3中蓝花植株的比例为 ____ 。
（3）科学家用红色和绿色荧光分别标记A 和a基因，用蓝色和黄色荧光分别标记B、b基因，使F1雄株的精原细胞中相应基因均带上相应荧光标记，观察到分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点，其原因是 ____ 。
题目解答
答案
解：（1）F1杂交得F2，表型及比例为蓝花：紫花=13：3，是9：3：3：1的变式，说明F1雌雄个体产生配子的比例均是1：1：1：1，两对基因遵循基因的自由组合定律，且F2中紫花全为雄株，表现型与性别相关，则两对基因中有一对是位于X染色体上，且亲本为纯合紫花雄株与纯合蓝花雌株，A、a基因位于X染色体不符合题意，故B、b基因位于X染色体，A、a位于常染色体上。由图可知，紫花基因型为A_XbXb或A_XbY，蓝花个体基因型为aa_ _、A_XBX_和A_XBY，即为aaXBXB、aaXBXb、aaXbXb、aaXBY、aaXbY、AAXBXB、AAXBXb、AAXBY、AaXBXB、AaXBXb、AaXBY，共11种。
（2）由图可知，个体基因有A无B表现为紫色，其余均表现为蓝色，F2表型及比例为蓝花：紫花=13：3，由此推测，F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，纯合亲本的基因型为AAXbY、aaXBXB，F2中紫花雄株有AAXbY：AaXbY=1：2，雄配子的种类及比例为AXb：aXb：AY：aY=2：1：2：1，蓝花雌株有AAXBXB：AAXBXb：AaXBXB：AaXBXb：aaXBXB：aaXBXb=1：1：2：2：1：1，雌配子的种类及比例为AXB：AXb：aXB：aXb=3：1：3：1，故子代紫花：蓝花=5：19，即F3中蓝花植株的比例为$\frac{19}{24}$。
（3）F1的雄性基因型为AaXBY，经过复制后有6个荧光点，该精原细胞减数第一次分裂前期，A与a基因所在染色体片段发生了互换，使得A和a所在染色体有2种颜色的荧光位点，从而导致分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点（分别为A、a、B和B，3种4个荧光位点）。
故答案为：
（1）遵循 X 11
（2）$\frac{19}{24}$
（3）初级精母细胞在四分体时期发生交叉互换
（2）由图可知，个体基因有A无B表现为紫色，其余均表现为蓝色，F2表型及比例为蓝花：紫花=13：3，由此推测，F1的基因型为AaXBXb、AaXBY，纯合亲本的基因型为AAXbY、aaXBXB，F2中紫花雄株有AAXbY：AaXbY=1：2，雄配子的种类及比例为AXb：aXb：AY：aY=2：1：2：1，蓝花雌株有AAXBXB：AAXBXb：AaXBXB：AaXBXb：aaXBXB：aaXBXb=1：1：2：2：1：1，雌配子的种类及比例为AXB：AXb：aXB：aXb=3：1：3：1，故子代紫花：蓝花=5：19，即F3中蓝花植株的比例为$\frac{19}{24}$。
（3）F1的雄性基因型为AaXBY，经过复制后有6个荧光点，该精原细胞减数第一次分裂前期，A与a基因所在染色体片段发生了互换，使得A和a所在染色体有2种颜色的荧光位点，从而导致分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点（分别为A、a、B和B，3种4个荧光位点）。
故答案为：
（1）遵循 X 11
（2）$\frac{19}{24}$
（3）初级精母细胞在四分体时期发生交叉互换
解析
步骤 1：确定基因的遗传规律
根据F_2表型及比例为蓝花：紫花=13：3，是9：3：3：1的变式，说明F_1雌雄个体产生配子的比例均是1：1：1：1，两对基因遵循基因的自由组合定律。
步骤 2：确定基因的位置
由于F_2中紫花全为雄株，表现型与性别相关，说明有一对基因位于X染色体上。由于亲本为纯合紫花雄株与纯合蓝花雌株，A、a基因位于X染色体不符合题意，故B、b基因位于X染色体，A、a位于常染色体上。
步骤 3：确定蓝花植株的基因型
由图可知，紫花基因型为A_X^{b}X^{b}或A_X^{b}Y，蓝花个体基因型为aa_ _、A_X^{B}X^{_}和A_X^{B}Y，即为aaX^{B}X^{B}、aaX^{B}X^{b}、aaX^{b}X^{b}、aaX^{B}Y、aaX^{b}Y、AAX^{B}X^{B}、AAX^{B}X^{b}、AAX^{B}Y、AaX^{B}X^{B}、AaX^{B}X^{b}、AaX^{B}Y，共11种。
步骤 4：计算F_3中蓝花植株的比例
由图可知，个体基因有A无B表现为紫色，其余均表现为蓝色，F_2表型及比例为蓝花：紫花=13：3，由此推测，F_1的基因型为AaX^{B}X^{b}、AaX^{B}Y，纯合亲本的基因型为AAX^{b}Y、aaX^{B}X^{B}，F_2中紫花雄株有AAX^{b}Y：AaX^{b}Y=1：2，雄配子的种类及比例为AX^{b}：aX^{b}：AY：aY=2：1：2：1，蓝花雌株有AAX^{B}X^{B}：AAX^{B}X^{b}：AaX^{B}X^{B}：AaX^{B}X^{b}：aaX^{B}X^{B}：aaX^{B}X^{b}=1：1：2：2：1：1，雌配子的种类及比例为AX^{B}：AX^{b}：aX^{B}：aX^{b}=3：1：3：1，故子代紫花：蓝花=5：19，即F_3中蓝花植株的比例为$\frac{19}{24}$。
步骤 5：解释荧光标记的原因
F_1的雄性基因型为AaX^{B}Y，经过复制后有6个荧光点，该精原细胞减数第一次分裂前期，A与a基因所在染色体片段发生了互换，使得A和a所在染色体有2种颜色的荧光位点，从而导致分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点（分别为A、a、B和B，3种4个荧光位点）。
根据F_2表型及比例为蓝花：紫花=13：3，是9：3：3：1的变式，说明F_1雌雄个体产生配子的比例均是1：1：1：1，两对基因遵循基因的自由组合定律。
步骤 2：确定基因的位置
由于F_2中紫花全为雄株，表现型与性别相关，说明有一对基因位于X染色体上。由于亲本为纯合紫花雄株与纯合蓝花雌株，A、a基因位于X染色体不符合题意，故B、b基因位于X染色体，A、a位于常染色体上。
步骤 3：确定蓝花植株的基因型
由图可知，紫花基因型为A_X^{b}X^{b}或A_X^{b}Y，蓝花个体基因型为aa_ _、A_X^{B}X^{_}和A_X^{B}Y，即为aaX^{B}X^{B}、aaX^{B}X^{b}、aaX^{b}X^{b}、aaX^{B}Y、aaX^{b}Y、AAX^{B}X^{B}、AAX^{B}X^{b}、AAX^{B}Y、AaX^{B}X^{B}、AaX^{B}X^{b}、AaX^{B}Y，共11种。
步骤 4：计算F_3中蓝花植株的比例
由图可知，个体基因有A无B表现为紫色，其余均表现为蓝色，F_2表型及比例为蓝花：紫花=13：3，由此推测，F_1的基因型为AaX^{B}X^{b}、AaX^{B}Y，纯合亲本的基因型为AAX^{b}Y、aaX^{B}X^{B}，F_2中紫花雄株有AAX^{b}Y：AaX^{b}Y=1：2，雄配子的种类及比例为AX^{b}：aX^{b}：AY：aY=2：1：2：1，蓝花雌株有AAX^{B}X^{B}：AAX^{B}X^{b}：AaX^{B}X^{B}：AaX^{B}X^{b}：aaX^{B}X^{B}：aaX^{B}X^{b}=1：1：2：2：1：1，雌配子的种类及比例为AX^{B}：AX^{b}：aX^{B}：aX^{b}=3：1：3：1，故子代紫花：蓝花=5：19，即F_3中蓝花植株的比例为$\frac{19}{24}$。
步骤 5：解释荧光标记的原因
F_1的雄性基因型为AaX^{B}Y，经过复制后有6个荧光点，该精原细胞减数第一次分裂前期，A与a基因所在染色体片段发生了互换，使得A和a所在染色体有2种颜色的荧光位点，从而导致分裂过程中某个次级精母细胞有3种不同颜色的4个荧光位点（分别为A、a、B和B，3种4个荧光位点）。