Question

【题目】玉米（2n=20）是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。

（1）单倍体玉米体细胞的染色体数为_______，因此在____分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的______。

（2）研究者发现一种玉米突变体（S），用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。见图1）

①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。

从图2结果可以推测单倍体的胚是由___发育而来。

②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，出现性状分离的原因是_______。推测白粒亲本的基因型是_______。

③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下

请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表现型相应的基因型_______。

Answer 1

【答案】 10 减数 染色体组 卵细胞 紫粒亲本是杂合子 aaRr/Aarr 单倍体籽粒的表现型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表现型为紫色，基因型为AaRr；二者胚乳的表现型均为紫色，基因型为AaaRrr

【解析】试题分析：解答(1)题，需理解单倍体和染色体组的内涵，据此联系减数分裂的知识分析各问题。解答(2)题，需以题意“单倍体籽粒的胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体”为切入点，从题图中提取信息，围绕“基因的自由组合定律、种子的形成过程”等相关知识，对各问题情境进行解答。

(1) 单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。玉米是二倍体植物，正常情况下其体细胞中含有20条染色体、10对同源染色体，因此单倍体玉米体细胞的染色体数为10条，不存在同源染色体，只含有1个染色体组。在减数分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的染色体组。

(2) ①图2显示：F1单倍体胚的PCR结果与母本完全相同，说明单倍体的胚是由母本的卵细胞发育而来。

②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，且A_R_为紫色籽粒，A_rr、aaR_、aarr为白色籽粒。紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，即紫粒占3/8，由“3/8＝3/4aa×1/2”可推知：亲本紫粒玉米的基因型为AaRr，白粒玉米的基因型为aaRr/Aarr，所以出现性状分离的原因是：紫粒亲本是杂合子，在减数分裂形成配子时，两对等位基因各自分离后，非等位基因发生了自由组合。

③杂交图解显示：基因型为aarr的白粒普通玉米（♀）与基因型为AARR的紫粒突变体S（♂）杂交，F1二倍体籽粒胚的表现型为紫色，基因型为AaRr；单倍体籽粒由母本的配子发育而来，所以单倍体籽粒的表现型为白色，基因型为ar；受精极核发育成胚乳，因此二者胚乳的表现型均为紫色，基因型为AaaRrr。