Question

8．玉米（2n=20）是我國高產(chǎn)的主要糧食作物，也是遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的材料．某生物科技小組對一玉米農(nóng)田進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，請你運(yùn)用所學(xué)知識協(xié)助解決一些實(shí)際問題．
（1）玉米根尖細(xì)胞所含的核酸中，含有堿基A、G、T、C的核苷酸種類有7種．
（2）在玉米種群中發(fā)現(xiàn)了“硬粒型”這一突變性狀后，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，該突變應(yīng)該是顯性突變（填寫顯性或隱性）．
（3）自然界中偶爾會出現(xiàn)單倍體玉米，一般不育，原因是無同源染色體，不能完成正常的減數(shù)分裂．
（4）玉米種子胚乳的外層顏色與細(xì)胞中色素有關(guān)，當(dāng)細(xì)胞中含有甲物質(zhì)時呈紫色，含有乙物質(zhì)時呈紅色，無甲和乙時呈白色，這些色素的合成關(guān)系如圖：
控制酶合成的基因分別是酶1→A，酶2→B，酶3→C，相應(yīng)的等位基因是a、b、c，基因所在的染色體分別是9號、10號、5號染色體，（各對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）．
①外層為紅色的籽粒長成的某一玉米進(jìn)行自交，若所結(jié)籽粒的性狀分離比為紫色：紅色：白色=0：3：1，則該植株的基因型為AABbcc或AaBBcc．
②外層為紫色的籽粒長成的某一玉米進(jìn)行自交，若所結(jié)籽粒的性狀分離比為紫色：紅色：白色=9：3：4，則該植株的基因型為AABbCc或AaBBCc．
③請說出上述基因與性狀的關(guān)系：基因通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝，進(jìn)而控制生物的性狀．
④現(xiàn)有長果穗（M）白粒（n）和短果穗（m）黃粒（N）兩個玉米雜合子品種，為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒（ MmNn）雜交種玉米的目的．請你選擇育種方式在最短時間達(dá)到目的，并以遺傳圖解方式簡要說明你的方案．
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Answer 1

分析 1、基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子獨(dú)立遺傳給后代，同時，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合，控制酶合成的基因分別是酶1→A，酶2→B，酶3→C，相應(yīng)的等位基因是a、b、c，基因所在的染色體分別是9號、10號、5號染色體，因此遵循自由組合定律，且A_B_C_能合成物質(zhì)甲，呈現(xiàn)紫色，A_B_cc能合成物質(zhì)乙，不能合成物質(zhì)甲，呈現(xiàn)紅色，aa____、A_bbcc都呈現(xiàn)白色．
2、基因?qū)π誀畹目刂疲夯�因通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝，進(jìn)而控制生物的性狀，也可以通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀．

解答 解：（1）玉米根尖細(xì)胞含有DNA和RNA兩種核酸，A、G、C各形成2種核苷酸，堿基T只形成一種核苷酸，共有7種核苷酸．
（2）隱性性狀一旦出現(xiàn)就是純合子，可以穩(wěn)定遺傳，由題意知，玉米種群中發(fā)現(xiàn)了“硬粒型”這一突變性狀后，連續(xù)培育到第三代才選出能穩(wěn)定遺傳的純合突變類型，說明該突變是顯性突變．
（3）玉米是二倍體，含有2個染色體組，單倍體只含有1個染色體組，沒有同源染色體，因此不能完成正常的減數(shù)分裂．
（4）由題意知，A（a）、B（b）、C（c）三對等位基因分別位于3對同源染色體上，因此在遺傳過程中遵循自由組合定律，A_B_C_能合成物質(zhì)甲，呈現(xiàn)紫色，A_B_cc能合成物質(zhì)乙，不能合成物質(zhì)甲，呈現(xiàn)紅色，aa____、A_bbcc都呈現(xiàn)白色．
①外層為紅色的籽粒長成的某一玉米的基因型是A_B_cc，進(jìn)行自交，若所結(jié)籽粒的性狀分離比為紫色：紅色：白色=0：3：1，即沒有紫色籽粒，且紅色：白色=3：1，是一對相對性狀的雜合子自交，親本基因型是AABbcc或AaBBcc．
②層為紫色的籽粒長成的某一玉米的基因型是A_B_C_，進(jìn)行自交，若所結(jié)籽粒的性狀分離比為紫色：紅色：白色=9：3：4，相當(dāng)于兩對相對性狀的雜合子自交實(shí)驗(yàn)，則該植株的基因型為AABbCc或AaBBCc．
③由題圖可知，基因通過控制酶的合成控制形成代謝，進(jìn)而控制玉米種子胚乳的外層顏色．
④由題意知，長果穗（M）白粒（n）和短果穗（m）黃粒（N）兩個玉米雜合子品種的基因型分別是Mmnn、mmNn，為了達(dá)到長期培育長果穗黃粒（ MmNn）雜交種玉米的目的，可以先通過單倍體育種獲得長果穗（M）白粒（n）和短果穗（m）黃粒（N）兩個純合體，兩個純合體一部分自交留種，一部分雜交獲得雜種玉米，用遺傳圖解表示如下：

故答案為：
（1）7
（2）顯性
（3）無同源染色體，不能完成正常的減數(shù)分裂
（4）①AABbcc或AaBBcc
②AABbCc或AaBBCc
③基因通過控制酶的合成控制細(xì)胞代謝，進(jìn)而控制生物的性狀
④

點(diǎn)評 本題旨在考查學(xué)生理解基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，理解雜交育種和單倍體育種過程，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識結(jié)合題干信息進(jìn)行推理、解答問題，應(yīng)用遺傳圖解解決遺傳問題．