Question

5．玉米是一种雌雄同株的二倍体（2n=20）植物，其顶部开雄花，下部开雌花，玉米籽粒的颜色与细胞中的色素有关，当细胞中含有甲物质时呈紫色，含有乙物质时呈红色，无甲和乙时呈白色．与这些色素合成有关的部分酶和基因情况如下表所示（注：各对等位基因中的显性基因对隐性基因完全显性，隐性基因不能控制相应酶的合成，并且在形成配子过程中不发生交叉互换），请回答问题：

色素
酶
控制酶合成的基因	A	B	D
相应的等位基因	a	b	d
基因所在的染色体	9号	10号	10号

（1）现有纯合红色玉米粒，请在答题卡上方框中画出基因在染色体上可能的位置关系．（注：方框内只要画出与上述基因相关的染色体，用竖线表示染色体，黑点表示基因的位点，并标上相应的基因符号）．
（2）若由红色籽粒长成的某一玉米植株自交，所结籽粒的性状分离比为紫：红：白=0：3：1，则该植株的基因型为AaBBdd或AABbdd．
（3）若某一基因型为AaBbDd的玉米植株自交，所结籽粒的性状及分离比为紫色：红色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7．
（4）若用基因型为YyRr（两对基因自由组合）的玉米二倍体植物的花药进行离体培养，在获得由花粉发育成的单倍体植株的同时，也会得到一些由花药壁细胞发育成的二倍体植株．二者幼胚期在形态上并无明显差别．若想在幼胚期就区分出是哪种胚，可以采用显微镜观察（细胞）染色体数目的方法对他们加以区分；在对由花粉发育成的单倍体植株和由花药壁细胞发育成的二倍体植株培养过程中，有一部分单倍体能自然加倍成为二倍体植株，鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍的植株，子代出现性状分离的是花药壁细胞植株．

Answer 1

分析 基因控制生物性状的两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状．
根据题意和图示分析可知：玉米籽粒的颜色可由三对等位基因控制，遵循基因自由组合规律；但是B和D基因均位于10号染色体上，因此基因连锁．

解答 解：（1）根据题意可知，有红色物质的生成肯定存在酶1和酶2，即肯定有A和B基因，而不能存在D基因，因此纯合红色玉米粒的基因型为AABBdd．由于BB和dd基因均在10号染色体上，因此答案如图．
（2）根据题意可知，红色植株的基因型为A_B_dd，白色植株的基因型应为aa____或__bb__．由于该红色的籽粒长成的某一玉米植株自交，所结籽粒的性状分离比为紫：红：白=0：3：1，即表示前面两对基因中有一对是杂合子，因此则该植株的基因型为AaBBdd或AABbdd．
（3）基因型为AaBbDd的玉米植株中，若基因分布情况为A∥a、BD∥bd，则该植株自交，所结籽粒的性状及分离比为紫色：白色=9：7；若基因分布情况为A∥a、Bd∥bD，则该植株自交，所结籽粒的性状及分离比为紫色：红色：白色=6：3：7．
（4）根据题意可知，由花粉发育成的单倍体植株只有一个染色体组，而由花药壁细胞发育成的二倍体植株有2个染色体组，由于染色体可以在显微镜下观察到，因此可以采用显微镜观察（细胞）染色体数目的方法对它们加以区分；由于由花粉发育成的单倍体植株自然加倍成为二倍体植株处于纯合子，而由花药壁细胞发育成的二倍体植株为杂合子．因此可以将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍的植株，子代出现性状分离的是花药壁细胞植株．
故答案为：
（1）见图
（2）AaBBdd或AABbdd
（3）紫色：红色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7
（4）显微镜观察（细胞）染色体数目  将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍的植株，子代出现性状分离的是花药壁细胞植株

点评 本题考查基因自由组合定律和基因连锁的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．