Question

玉米子粒的胚乳黃色（A）對白色（a）為顯性，非糯（B）對糯（b）為顯性．兩對性狀自由組合．今有兩種基因型純合的玉米子粒，其表現型分別為：黃色非糯、白色糯．
（1）請用以上兩種玉米子粒作為親本，通過雜交試驗獲得4種子粒表現型分別為黃色非糯、黃色糯、白色非糯、白色糯，比例接近1：1：1：1（用遺傳圖解回答）．若親本不變，要獲得上述4種子粒，但比例接近9：3：3：1，則這個雜交試驗與前一個雜交試驗的主要區別是什么？（用文字回答）
（2）如果上述的白色糯玉米不抗某種除草劑，純合黃色非糯玉米抗該除草劑其抗性基因位于葉綠體DNA上，那么，如何用這兩種玉米作親本通過雜交試驗獲得抗該除草劑的白色糯玉米？
（3）現有多株白色糯玉米，對其花粉進行射線處理后，再進行自交．另一些白色糯玉米植株，花粉不經過射線處理，進行自交．結果，前者出現黃色糯子粒，后者全部潔白色糯子粒．由此可推測，黃色子粒的出現是基因發生

 

的結果，其實質是射線誘發

 

的分子結構發生了改變．
（4）在適宜時期，取基因型雜合黃色非糯植株（體細胞染色體為20條）的花粉進行離體培養，對獲得的幼苗用

 

進行處理，得到一批可育的植株，其染色體數為

 

．這些植株均自交，所得子粒性狀在同一植株上表現

 

（一致、不一致），在植株群體中表現

 

（一致、不一致）．
（5）采用基因工程技術改良上述玉米的品質時，選用大豆種子貯藏蛋白基因為目的基因．該目的基因與作為

 

的質粒組裝成為重組DNA分子時，需要用

 

和連接酶．為便于篩選獲得了目的基因的受體細胞，所用的質粒通常具有

 

．將目的基因導入離體的玉米體細胞后，需要采用

 

技術才能獲得具有目的基因的玉米植株．

Answer 1

考點：基因的自由組合規律的實質及應用

專題：

分析：兩對相對性狀由兩對等位基因控制，且兩對等位基因分別位于兩對同源染色體，F₁減數分裂產生配子時，等位基因一定分離，非等位基因（位于非同源染色體上的非等位基因）自由組合，且同時發生；F₂中有16種組合方式，9種基因型，4種表現型，比例9：3：3：1．誘變育種是利用物理因素（X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來處理生物，使生物發生基因突變．

解答： 解：（1）由題意分析可知，通過雜交試驗獲得4種子粒，表現型分別為黃色非糯、黃色糯、白色非糯、白色糯，比例接近1：1：1：1，該比例屬于測交比例，親本應為AaBb×aabb測交的形式，如下圖所示：

而要得到子代比例為9：3：3：1，則親本應為AaBb自交的形式．這個雜交試驗與前一個雜交試驗的主要區別是：前一個答案是F₁進行測交；后一個試驗讓F₁進行自交．
（2）葉綠體DNA上的基因的遺傳方式屬于細胞質遺傳，具有母系遺傳的特點，子代的表現型與母本一致．可以擇黃色非糯玉米為母本，白色糯玉米父本進行雜交，獲得F₁．再以F₁為母本，白色糯玉米為父本進行雜交，獲得的雜交后代中就會有抗除草劑的白色糯玉米．也可以用一下圖解表示：

（3）用射線處理生物會導致基因突變的發生，基因突變的結果的產生等位基因，基因突變的實質是DNA分子結構發生了變化． 
（4）雜合玉米（AaBb）為二倍體，用其花粉（AB、Ab、aB、ab）進行離體培養，得到的幼苗為單倍體，是高度不育的，必須對其用秋水仙素進行處理，使染色體加倍才能得到可育的植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb），其染色體數為20．這些植株均為純合體，若均自交，后代不會發生性狀分離，所得子粒性狀在同一植株上表現一致，在植株群體中表現不一致，共有四種．
（5）基因工程中常以質粒作為運載體運載目的基因，獲得重組DNA分子時，需要用限制性內切酶和連接酶分別作為基因“剪刀”和“針線”．為便于篩選獲得了目的基因的受體細胞，所用的質粒通常具有標記基因．將目的基因導入離體的玉米體細胞后，需要采用植物組織培養技術才能獲得具有目的基因的玉米植株．
故答案是：
（1）

前一個答案是F₁進行測交；后一個試驗讓F₁進行自交．
（2）選擇黃色非糯玉米為母本，白色糯玉米父本進行雜交，獲得F₁．再以F₁為母本，白色糯玉米為父本進行雜交，獲得的雜交后代中就會有抗除草劑的白色糯玉米．
或答：

第二次雜交后代中就會有抗除草劑的白色糯玉米
（3）突變     DNA
（4）秋水仙素     20     一致      不一致
（5）運載體      限制性內切酶      標記基因      植物組織培養

點評：本題要求掌握和理解自由組合定律的實質、基因突變、基因工程等相關知識點，非同源染色體上的非等位基因才能自由組合．通過分析和實驗設計培養了學生利用所學知識解決實際問題的能力．