玉米为雌雄同株异花植物，在玉米的一个自然种群中，控制高茎和矮茎、抗病和感病两对性状的基因位于两对常染色体上，分别用A、a和B、b表示，其中含A基因的花粉不能参与受精作用。请回答下列问题：

玉米为雌雄同株异花植物，在玉米的一个自然种群中，控制高茎和矮茎、抗病和感病两对性状的基因位于两对常染色体上，分别用A、a和B、b表示，其中含A基因的花粉不能参与受精作用。请回答下列问题：

（1）基因型为AaBb的高茎抗病植株自交，F1的表现型及比例为____________，其中高茎抗病植株的基因型有____________种。

（2）选取F1高茎和矮茎植株相互随机传粉，子代中高茎基因频率为____________，若让F1中高茎和矮茎植株分别自交，子代中高茎基因频率为____________，在这两个过程中，____________（填“自交”“自由交配”“自交和自 由交配”或“二者均未”）导致玉米种群发生了进化，理由是____________________。

【答案】

高茎抗病：矮茎抗病：高茎感病：矮茎感病=3:3:1:121/81/12自交和自由交配自交和自由交配均使A基因频率发生了改变

【解析】

根据题意分析可知：有高茎和矮茎、抗病和感病植株，控制两对相对性状的基因位于两对常染色体上，分别用A、a和B、b表示，其中含A基因的花粉不能参与受精作用。正常情况下，基因型为AaBb的植物产生四种类型的精子和卵细胞的比例均为1：1：1：1:，由于含有A基因的花粉不能参与受精作用，所以参与受精作用的精子有aB与ab两种类型，AaBb产生四种类型的卵细胞均可以参与受精作用。

（1）高茎抗病植株（AaBb）产生的精子的类型及比例为AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，由于含有含A基因的花粉不能参与受精作用，因此实际参与受精作用的精子的基因型及比例为aB：aa=1：1；高茎抗病植株（AaBb）产生的卵细胞的基因型及比例为AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，雌雄配子结合可产生F1代，F1代的表现型及比例为高茎抗病（AaBB、AaBb、）：矮茎抗病（aaBB、aaBb）：高茎感病（Aabb）：矮茎感病（aabb）=3：3：1：1，其中高茎抗病的基因型有AaBB与AaBb 2种。

（2）由于F1中高茎（Aa）与矮茎（aa）植株的比例为1：1，因此A的基因频率为1/4，a的基因频率为3/4，二者相互随机传粉时，雄配子全为a，雌配子a：A=3：1，子代基因型及比例为3aa：1Aa，则A的基因频率为1/4×1/2=1/8；若让F1中高茎和矮茎植株分别自交，高茎植株（Aa）自交后代的基因型及比例为1/8Aa、1/8aa，矮茎植株的自交后代全为矮茎即1/2aa，因此自交后代的高茎与矮茎植株所占比例分别为1/8Aa、5/8aa，故子代中高茎基因频率为1/6×1/2=1/12；F1高茎和矮茎植株中，A的基因频率为1/4，其自由交配后代及自交后代的基因频率分别为1/8与1/12，即自交和自由交配均使A基因频率发生了改变，因此两种情况下玉米种群均发生了进化。