Question

8．玉米（2n=20）是我国高产的主要粮食作物，也是遗传学实验常用的材料．某生物科技小组对一玉米农田进行实地调查，请你运用所学知识协助解决一些实际问题．
（1）玉米根尖细胞所含的核酸中，含有碱基A、G、T、C的核苷酸种类有7种．
（2）在玉米种群中发现了“硬粒型”这一突变性状后，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，该突变应该是显性突变（填写显性或隐性）．
（3）自然界中偶尔会出现单倍体玉米，一般不育，原因是无同源染色体，不能完成正常的减数分裂．
（4）玉米种子胚乳的外层颜色与细胞中色素有关，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，这些色素的合成关系如图：
控制酶合成的基因分别是酶1→A，酶2→B，酶3→C，相应的等位基因是a、b、c，基因所在的染色体分别是9号、10号、5号染色体，（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）．
①外层为红色的籽粒长成的某一玉米进行自交，若所结籽粒的性状分离比为紫色：红色：白色=0：3：1，则该植株的基因型为AABbcc或AaBBcc．
②外层为紫色的籽粒长成的某一玉米进行自交，若所结籽粒的性状分离比为紫色：红色：白色=9：3：4，则该植株的基因型为AABbCc或AaBBCc．
③请说出上述基因与性状的关系：基因通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而控制生物的性状．
④现有长果穗（M）白粒（n）和短果穗（m）黄粒（N）两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育长果穗黄粒（ MmNn）杂交种玉米的目的．请你选择育种方式在最短时间达到目的，并以遗传图解方式简要说明你的方案．
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Answer 1

分析 1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，控制酶合成的基因分别是酶1→A，酶2→B，酶3→C，相应的等位基因是a、b、c，基因所在的染色体分别是9号、10号、5号染色体，因此遵循自由组合定律，且A_B_C_能合成物质甲，呈现紫色，A_B_cc能合成物质乙，不能合成物质甲，呈现红色，aa____、A_bbcc都呈现白色．
2、基因对性状的控制：基因通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而控制生物的性状，也可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物的性状．

解答 解：（1）玉米根尖细胞含有DNA和RNA两种核酸，A、G、C各形成2种核苷酸，碱基T只形成一种核苷酸，共有7种核苷酸．
（2）隐性性状一旦出现就是纯合子，可以稳定遗传，由题意知，玉米种群中发现了“硬粒型”这一突变性状后，连续培育到第三代才选出能稳定遗传的纯合突变类型，说明该突变是显性突变．
（3）玉米是二倍体，含有2个染色体组，单倍体只含有1个染色体组，没有同源染色体，因此不能完成正常的减数分裂．
（4）由题意知，A（a）、B（b）、C（c）三对等位基因分别位于3对同源染色体上，因此在遗传过程中遵循自由组合定律，A_B_C_能合成物质甲，呈现紫色，A_B_cc能合成物质乙，不能合成物质甲，呈现红色，aa____、A_bbcc都呈现白色．
①外层为红色的籽粒长成的某一玉米的基因型是A_B_cc，进行自交，若所结籽粒的性状分离比为紫色：红色：白色=0：3：1，即没有紫色籽粒，且红色：白色=3：1，是一对相对性状的杂合子自交，亲本基因型是AABbcc或AaBBcc．
②层为紫色的籽粒长成的某一玉米的基因型是A_B_C_，进行自交，若所结籽粒的性状分离比为紫色：红色：白色=9：3：4，相当于两对相对性状的杂合子自交实验，则该植株的基因型为AABbCc或AaBBCc．
③由题图可知，基因通过控制酶的合成控制形成代谢，进而控制玉米种子胚乳的外层颜色．
④由题意知，长果穗（M）白粒（n）和短果穗（m）黄粒（N）两个玉米杂合子品种的基因型分别是Mmnn、mmNn，为了达到长期培育长果穗黄粒（ MmNn）杂交种玉米的目的，可以先通过单倍体育种获得长果穗（M）白粒（n）和短果穗（m）黄粒（N）两个纯合体，两个纯合体一部分自交留种，一部分杂交获得杂种玉米，用遗传图解表示如下：

故答案为：
（1）7
（2）显性
（3）无同源染色体，不能完成正常的减数分裂
（4）①AABbcc或AaBBcc
②AABbCc或AaBBCc
③基因通过控制酶的合成控制细胞代谢，进而控制生物的性状
④

点评 本题旨在考查学生理解基因自由组合定律的实质，理解杂交育种和单倍体育种过程，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题，应用遗传图解解决遗传问题．