【简答题】油菜是我国重要的油料作物,油菜株高适当地降低对抗倒伏及机械化收割均有重要意义。某研究小组利用纯种高秆甘蓝型油菜Z,通过诱变培育出一个纯种半矮秆突变体S。为了阐明半矮秆突变体S是由几对基因控制、显隐性等遗传机制,研究人员进行了相关实验,如下图所示。

回答下列问题。
(1)根据F2表现型及数据分析,油菜半矮秆突变体S的遗传机制是____________________,杂交组合①的F1产生各种类型的配子比例相等,自交时雌雄配子有_____种结合方式,且每种结合方式概率相等。F1产生各种类型配子比例相等的细胞遗传学基础是____________________。 
(2)将杂交组合①的F2所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,分为三种类型,全为高秆的记为F3-Ⅰ,高秆与半矮秆比例和杂交组合①②的F2基本一致的记为F3-Ⅱ,高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F2基本一致的记为F3-Ⅲ。产生F3-Ⅰ、F3-Ⅱ、F3-Ⅲ的高秆植株数量比为_____。产生F3-Ⅲ的高秆植株基因型为__________(用A/a、B/b、C/c……表示基因)。用产生F3-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,能否验证自由组合定律?_________。

 

 

【答案】：

(1)由两对位于非同源染色体上的隐性基因控制　16　F1减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合　

(2)7∶4∶4　Aabb、aaBb　不能

【解析】：实验①②中,F₂中高秆∶半矮秆≈15∶1,据此推测油菜株高性状由两对独立遗传的基因控制,遵循基因的自由组合定律。(1)根据分析可推测,半矮秆突变体S是双隐性纯合子,只要含有显性基因即表现为高秆。杂交组合①的F₁为双杂合子,减数分裂产生配子时,位于同源染色体上的等位基因分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合,所以产生4种比例相等的配子,自交时雌雄配子有16种结合方式,且每种结合方式概率相等,导致F₂出现高秆∶半矮秆≈15∶1。(2)杂交组合①的F₂所有高秆植株基因型包括1AABB、2AABb、2AaBB、4AaBb、1AAbb、2Aabb、1aaBB、2aaBb,所有高秆植株自交,分别统计单株自交后代的表现型及比例,含有一对纯合显性基因的高秆植株1AABB、2AABb、2AaBB、1AAbb、1aaBB,占高秆植株的比例为7/15,其自交后代全为高秆,记为F₃-Ⅰ;AaBb占高秆植株的比例为4/15,其自交后代中高秆∶半矮秆≈15∶1,和杂交组合①②的F₂基本一致,记为F₃-Ⅱ;2Aabb、2aaBb占高秆植株的比例为4/15,其自交后代中高秆与半矮秆比例和杂交组合③的F₂基本一致,记为F₃-Ⅲ。产生F₃-Ⅰ、F₃-Ⅱ、F₃-Ⅲ的高秆植株数量比为7∶4∶4。用产生F₃-Ⅲ的高秆植株进行相互杂交实验,不论两对基因位于一对同源染色体上,还是两对同源染色体上,亲本均产生两种数量相等的雌雄配子,子代均出现高秆∶半矮秆=3∶1,因此不能验证基因的自由组合定律。