Question

【題目】玉米（2n=20）是我國(guó)栽培面積最大的作物，近年來(lái)常用的一種單倍體育種技術(shù)使玉米新品種選育更加高效。

（1）單倍體玉米體細(xì)胞的染色體數(shù)為_______，因此在____分裂過(guò)程中染色體無(wú)法聯(lián)會(huì)，導(dǎo)致配子中無(wú)完整的______。

（2）研究者發(fā)現(xiàn)一種玉米突變體（S），用S的花粉給普通玉米授粉，會(huì)結(jié)出一定比例的單倍體籽粒（胚是單倍體；胚乳與二倍體籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色體的三倍體。見(jiàn)圖1）

①根據(jù)親本中某基因的差異，通過(guò)PCR擴(kuò)增以確定單倍體胚的來(lái)源，結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2結(jié)果可以推測(cè)單倍體的胚是由___發(fā)育而來(lái)。

②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制，A、R同時(shí)存在時(shí)籽粒為紫色，缺少A或R時(shí)籽粒為白色。紫粒玉米與白粒玉米雜交，結(jié)出的籽粒中紫∶白=3∶5，出現(xiàn)性狀分離的原因是_______。推測(cè)白粒親本的基因型是_______。

③將玉米籽粒顏色作為標(biāo)記性狀，用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體，過(guò)程如下

請(qǐng)根據(jù)F1籽粒顏色區(qū)分單倍體和二倍體籽粒并寫(xiě)出與表現(xiàn)型相應(yīng)的基因型_______。

Answer 1

【答案】 10 減數(shù) 染色體組 卵細(xì)胞 紫粒親本是雜合子 aaRr/Aarr 單倍體籽粒的表現(xiàn)型為白色，基因型為ar；二倍體籽粒胚的表現(xiàn)型為紫色，基因型為AaRr；二者胚乳的表現(xiàn)型均為紫色，基因型為AaaRrr

【解析】試題分析：解答(1)題，需理解單倍體和染色體組的內(nèi)涵，據(jù)此聯(lián)系減數(shù)分裂的知識(shí)分析各問(wèn)題。解答(2)題，需以題意“單倍體籽粒的胚是單倍體；胚乳與二倍體籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色體的三倍體”為切入點(diǎn)，從題圖中提取信息，圍繞“基因的自由組合定律、種子的形成過(guò)程”等相關(guān)知識(shí)，對(duì)各問(wèn)題情境進(jìn)行解答。

(1) 單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體。玉米是二倍體植物，正常情況下其體細(xì)胞中含有20條染色體、10對(duì)同源染色體，因此單倍體玉米體細(xì)胞的染色體數(shù)為10條，不存在同源染色體，只含有1個(gè)染色體組。在減數(shù)分裂過(guò)程中染色體無(wú)法聯(lián)會(huì)，導(dǎo)致配子中無(wú)完整的染色體組。

(2) ①圖2顯示：F1單倍體胚的PCR結(jié)果與母本完全相同，說(shuō)明單倍體的胚是由母本的卵細(xì)胞發(fā)育而來(lái)。

②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制，且A_R_為紫色籽粒，A_rr、aaR_、aarr為白色籽粒。紫粒玉米與白粒玉米雜交，結(jié)出的籽粒中紫∶白=3∶5，即紫粒占3/8，由“3/8＝3/4aa×1/2”可推知：親本紫粒玉米的基因型為AaRr，白粒玉米的基因型為aaRr/Aarr，所以出現(xiàn)性狀分離的原因是：紫粒親本是雜合子，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)，兩對(duì)等位基因各自分離后，非等位基因發(fā)生了自由組合。

③雜交圖解顯示：基因型為aarr的白粒普通玉米（♀）與基因型為AARR的紫粒突變體S（♂）雜交，F(xiàn)1二倍體籽粒胚的表現(xiàn)型為紫色，基因型為AaRr；單倍體籽粒由母本的配子發(fā)育而來(lái)，所以單倍體籽粒的表現(xiàn)型為白色，基因型為ar；受精極核發(fā)育成胚乳，因此二者胚乳的表現(xiàn)型均為紫色，基因型為AaaRrr。