Question

4．玉米是雌雄同株異花植物，有寬葉和窄葉，抗病和不抗病等性狀．已知寬葉（A）對(duì)窄葉（a）為顯性，且在玉米苗期便能識(shí)別．根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐獲知，雜交種（Aa）所結(jié)果實(shí)在數(shù)目和粒重上都表現(xiàn)為高產(chǎn)，分別比顯性和隱性品種產(chǎn)量高12%、20%．某農(nóng)場(chǎng)在培育玉米雜交種時(shí)，將純種寬葉玉米和純種窄葉玉米進(jìn)行了間行均勻種植，但由于錯(cuò)過(guò)了人工授粉的時(shí)機(jī)，結(jié)果導(dǎo)致大面積自然授粉[同株異花授粉（自交）與品種間異株異花授粉（雜交）．根據(jù)上述信息回答下列問(wèn)題：
（1）按照上述栽種方式，兩個(gè)品種玉米授粉方式共計(jì)有4種．F₁植株的基因型是AA、Aa、aa．
（2）如果用上述自然授粉收獲的種子用于第二年種植，預(yù)計(jì)收成將比單獨(dú)種植雜交種減少8%，因此到了收獲的季節(jié)，應(yīng)收集窄葉（寬葉、窄葉）植株的種子，第二年播種后，在幼苗期選擇寬葉（寬葉、窄葉）植株栽種，才能保證產(chǎn)量不下降．
（3）玉米籽粒的顏色與細(xì)胞中的色素有關(guān)，當(dāng)細(xì)胞中含有甲物質(zhì)時(shí)呈紫色，含有乙物質(zhì)時(shí)呈紅色，無(wú)甲和乙時(shí)呈白色．與這些色素合成有關(guān)的部分酶和基因情況如下表所示（注：各對(duì)等位基因中的顯性基因?qū)﹄[性基因完全顯性，隱性基因不能控制相應(yīng)酶的合成，并且在形成配子過(guò)程中不發(fā)生交叉互換），請(qǐng)回答問(wèn)題：

色素
酶
控制酶合成的基因	A	B	D
相應(yīng)的等位基因	a	b	D
基因所在的染色體	9號(hào)	10號(hào)	10號(hào)

①現(xiàn)有純合紅色玉米粒，請(qǐng)?jiān)谌鐖D中畫(huà)出基因在染色體上可能的位置關(guān)系．（注：方框內(nèi)只要畫(huà)出與上述基因相關(guān)的染色體，用豎線表示染色體，黑點(diǎn)表示基因的位點(diǎn)，并標(biāo)上相應(yīng)的基因符號(hào)）．
②若紅色的籽粒長(zhǎng)成的某一玉米植株自交，所結(jié)籽粒的性狀分離比為紫：紅：白=0：3：1，則該植株的基因型為AaBBdd或AABbdd．
③若某一基因型為AaBbDd的玉米植株自交，所結(jié)籽粒的性狀及分離比為紫色：紅色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7．
④四倍體玉米中玉米色素含量通常高于野生型玉米，低溫處理野生型玉米正在有絲分裂的細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致染色體不分離，從而獲得四倍體細(xì)胞并發(fā)育成植株．推測(cè)低溫處理導(dǎo)致細(xì)胞染色體不分離的原因是低溫抑制紡錘體的產(chǎn)生．四倍體玉米與野生型玉米是否屬于同一物種？否，為什么？?jī)烧咧�間存在生殖隔離．

Answer 1

分析 玉米是雌雄同株異花植物，寬葉（A）對(duì)窄葉（a）為顯性，符合基因的分離定律．
基因控制生物性狀的兩種方式：一是通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀；而是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀．
根據(jù)題意和圖示分析可知：玉米籽粒的顏色可由三對(duì)等位基因控制，遵循基因自由組合規(guī)律；但是B和D基因均位于10號(hào)染色體上，因此基因連鎖．

解答 解：（1）寬葉玉米（AA）和窄葉玉米（aa）間行均勻種植，自然受粉的情況下，除了兩個(gè)品種的自交，在兩個(gè)品種雜交時(shí)，每一品種既可以做父本，也可以做母本，因此受粉方式共計(jì)有4種；純種寬葉玉米自交后代的基因型均為AA，純種窄葉自交后代的基因型均為aa，兩者雜交后代的基因型為Aa，因此F₁植株的基因型共有3種，即AA、Aa、aa．
（2）上述寬葉植株上結(jié)的種子有AA和Aa兩種基因型，且均表現(xiàn)為寬葉，而窄葉植株上結(jié)的種子有Aa和aa兩種基因型，且表現(xiàn)型不同．已知寬葉（A）對(duì)窄葉（a）為顯性，在苗期便能識(shí)別出來(lái)，因此到了收獲季節(jié)，應(yīng)收集窄葉植株的種子，播種后，在幼苗期選擇寬葉植株（Aa）栽種，才能保證產(chǎn)量不下降．
（3）①根據(jù)題意可知，有紅色物質(zhì)的生成肯定存在酶1和酶2，即肯定有A和B基因，而不能存在D基因，因此純合紅色玉米粒的基因型為AABBdd．由于BB和dd基因均在10號(hào)染色體上，因此基因在染色體上可能的位置關(guān)系為：

②根據(jù)題意可知，紅色植株的基因型為A_B_dd，白色植株的基因型應(yīng)為aa____或__bb__．由于該紅色的籽粒長(zhǎng)成的某一玉米植株自交，所結(jié)籽粒的性狀分離比為紫：紅：白=0：3：1，即表示前面兩對(duì)基因中有一對(duì)是雜合子，因此則該植株的基因型為AaBBdd或AABbdd．
③基因型為AaBbDd的玉米植株中，若基因分布情況為A∥a、BD∥bd，則該植株自交，所結(jié)籽粒的性狀及分離比為紫色：白色=9：7；若基因分布情況為A∥a、Bd∥bD，則該植株自交，所結(jié)籽粒的性狀及分離比為紫色：紅色：白色=6：3：7．
④低溫處理細(xì)胞時(shí)，能抑制紡錘體的，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體不分離，數(shù)目加倍．由于四倍體玉米與野生型玉米之間存在生殖隔離，所以它們不屬于同一物種．
故答案為：
（1）4   AA、Aa、aa
（2）窄葉   寬葉
（3）①
②AaBBdd或AABbdd
③紫色：紅色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7
④低溫抑制紡錘體的產(chǎn)生    否    兩者之間存在生殖隔離

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因分離定律和基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生掌握基因分離定律和基因自由組合定律的知識(shí)，能根據(jù)玉米植株的特點(diǎn)判斷個(gè)品種玉米受粉方式；掌握幾種育種方法，能根據(jù)題目的具體要求答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．