Question

19．玉米（2n=20）是我國栽培面積最大的作物，今年來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10，因此在減數(shù)第一次分裂過程中染色體無法聯(lián)會，導(dǎo)致配子中無完整的染色體組．
（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．見圖1）
①根據(jù)親本中某基因的差異，通過PCR擴增以確定單倍體胚的來源，結(jié)果見圖2．

從圖2結(jié)果可以推測單倍體的胚是由普通玉米的卵細(xì)胞發(fā)育而來．
②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色，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)性狀分離的原因是紫粒玉米和白粒玉米均為雜合子．推測白粒親本的基因型是Aarr或aaRr．
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，過程如下：

請根據(jù)F₁籽粒顏色區(qū)分單倍體和二倍體籽粒并寫出表現(xiàn)相應(yīng)的基因型單倍體基因型為ar為白粒、二倍體基因型為AaRr表現(xiàn)型為紫粒．
（3）現(xiàn)有高產(chǎn)抗病白粒玉米純合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子（H），欲培育出高產(chǎn)抗病抗旱抗倒伏的品種．結(jié)合（2）③中的育種材料與方法，育種流程應(yīng)為：用G和H雜交獲得種子，再利用秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗；將得到的植株進(jìn)行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優(yōu)良性狀的個體．

Answer 1

分析 1、單倍體生物是由未經(jīng)受精作用的配子發(fā)育成的個體，其染色體數(shù)為本物種配子染色體數(shù)．
2、玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，遵循基因的自由組合定律．A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色，則紫色的基因型為A_R_，白色的基因型為A_rr、aaR_、aarr．

解答 解：（1）玉米（2n=20）的正常體細(xì)胞中含20條染色體，所以其配子中含有10條染色體．由于配子發(fā)育而成的單倍體玉米體細(xì)胞的染色體數(shù)為10條，不含同源染色體，因此單倍體玉米在減數(shù)第一次分裂過程中染色體無法聯(lián)會，導(dǎo)致配子中無完整的染色體組．
（2）①從圖2結(jié)果可以看出，F(xiàn)₁單倍體胚與普通玉米母本所含DNA片段相同，所以可推測單倍體的胚是由普通玉米的卵細(xì)胞發(fā)育而來．
②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色，紫粒玉米與白粒玉米雜交，結(jié)出的籽粒中紫：白=3：5，是3：1：3：1的變式．出現(xiàn)性狀分離的原因是紫粒玉米和白粒玉米均為雜合子．推測紫粒親本的基因型是AaRr，白粒親本的基因型是Aarr或aaRr．
③由于單倍體的胚是由普通玉米的卵細(xì)胞發(fā)育而來，而母本是普通玉米白粒aarr，所以單倍體基因型為ar為白粒．則二倍體基因型為AaRr，表現(xiàn)型為紫粒．
（3）現(xiàn)有高產(chǎn)抗病白粒玉米純合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子（H），欲培育出高產(chǎn)抗病抗旱抗倒伏的品種．其育種流程應(yīng)為：用G和H雜交獲得種子，再利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，使得到的植株細(xì)胞中染色體加倍以獲得純合子，從而選出具有優(yōu)良性狀的個體．
故答案為：
（1）10　　　　減數(shù)第一次　染色體組  
（2）普通玉米的卵細(xì)胞
（3）紫粒玉米和白粒玉米均為雜合子　　Aarr或aaRr　　　單倍體基因型為ar為白粒、二倍體基因型為AaRr表現(xiàn)型為紫粒
（3）用G和H雜交獲得種子，再利用秋水仙素處理萌發(fā)種子或幼苗

點評 本題綜合考查染色體變異、基的自由組合定律和育種的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力．