Question

【題目】黃花又稱萱草，為多年生雌雄同株植物，其花色有黃色、白色和紅色三種表現，受兩對等位基因A/a、B/b的控制，其相互關系如下圖所示。研究人員用黃花和白花親本進行雜交，F1均為黃花，F1自交得到的F2表現型及比例為黃花：紅花：白花=9：3：4。請據此回答問題：

（1）該雜交實驗說明基因對性狀的控制方式為_____________。

（2）若F2中紅花植株自交，子代紅花植株的比例為_____________；將F2中全部黃花植株嚴格自花受粉，其中有_____________的黃花植株自交后代有兩種花色。

（3）DNA甲基化會引起表觀遺傳（基因的堿基序列不變，但基因表達和表現型發生變化的現象）。若將親本黃花萓草A基因的-CCGG-位點甲基化，可使_____________酶不能與之結合，以抑制轉錄過程，最終可使其變為白花個體。有報道稱萱草受精卵中來自父方的A基因都會甲基化，而來自母方的A基因都不會甲基化。現有純合黃花與白花萱草（含各種基因型），請設計一代雜交實驗驗證該報道的真實性_____________（寫出實驗思路并預期實驗結果）。

Answer 1

【答案】基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀 5/6 4/9 RNA聚合 實驗思路：選取黃花萱草與白花萱草進行正、反交實驗，其中黃花個體為父本時為正交，觀察雜交子代的表現型。

預期結果：正交子代均為白花個體，反交子代均為黃花個體

【解析】

依據題意，結合圖示，該植物體內同時有基因A和基因b時（基因型為A_bb），可以合成酶A和酶b，最終產生紅色物質，性狀為紅花；只有基因A沒有基因b時（基因型為A_B_），可以合成酶A而沒有酶b，產生的是黃色物質，性狀為紅花；沒有基因A時無論有沒有基因b（基因型為aa_ _），由于不能合成酶A，白色前體物質都不會被催化變為有色物質，性狀為白花。

用黃花和白花親本進行雜交，F1均為黃花，再用F1的黃花植株自交得到的F2表現型及比例為黃花：紅花：白花=9：3：4。9:3:4應為9：3：3：1比例的變形，可以推出F1基因型為AaBb，而親代的黃花基因型是AABB，白花基因型是aabb。據此分析下面的小題。

（1）依據題圖可知，該實驗說明的是基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀這種基因間接控制性狀的方式。

（2）據分析，F2中紅花植株基因型及比例為AAbb：Aabb=1:2，自交后子代紅花植株占1/3+2/3×3/4=5/6；F2中黃花植株基因型及比例為AABB:AaBB:AABb:AaBb=1:2:2:4，嚴格進行自花受粉（即自交），其中AaBB和AABb的植株會產生兩種花色的后代，AaBb則會產生三種花色后代，而純合子AABB只會產生一種花色后代。故4/9的黃花植株自交后代有兩種花色。

（3）從后文的“抑制轉錄過程”，可以推出甲基化是影響了RNA聚合酶的結合。要區分父本與母本對子代性狀的影響，應采取正反交的方法進行遺傳實驗。取純合黃花（基因型AABB）與純合白花萱草（aabb）進行正反交。若AABB做父本時A基因都會甲基化，則子代基因型雖然是AaBb但均表現為白花個體，而AABB做母本時A基因不被甲基化，子代表現為黃花個體。