Question

4．玉米（2N=20）種子時(shí)遺傳學(xué)常用的實(shí)驗(yàn)材料之一，其籽粒的顏色由果皮、糊粉層等的顏色共同決定，已知玉米糊粉層有色（M）對(duì)無(wú)色（m）為顯性，果皮顏色紫色（D）對(duì)紅色（d）為顯性．當(dāng)糊粉層顏色為有色時(shí)，D、d控制的性狀均不能表現(xiàn)出來(lái)，此時(shí)籽粒顏色為黃色．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）自然界中偶爾會(huì)出現(xiàn)單倍體玉米，植株矮小，一般不育，原因是無(wú)同源染色體，不能完成正常的減數(shù)分裂（或沒(méi)有同源染色體，減數(shù)分裂過(guò)程中配對(duì)紊亂）；若要使其恢復(fù)可育性，應(yīng)在幼苗時(shí)期用秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理．
（2）讓基因型為MmDd的玉米進(jìn)行測(cè)交，發(fā)現(xiàn)子代玉米籽粒黃色：紫色：紅色為2：1：1，則這兩對(duì)性狀的遺傳遵循（填“遵循”或“不遵循”）自由組合定律．若讓測(cè)交子代中的紫色玉米和紅色玉米自由交配，其子代玉米籽粒顏色的表現(xiàn)型及比例為紫色：紅色=7：9，其中純合子的比例為$\frac{5}{8}$．
（3）已知玉米正常種子（Rh）對(duì)皺形種子（rh）為顯性，這對(duì)基因與M、m在染色體上的位置如圖甲所示．然而在某一玉米品種中發(fā)現(xiàn)這兩對(duì)基因的位置如圖乙所示，該變異的類(lèi)型為易位（或染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體畸變）．該變異能夠打破玉米種群的遺傳平衡，使種群基因頻率發(fā)生變動(dòng)，從而引起生物的進(jìn)化．

（4）若讓第（3）題中圖甲所示的玉米品種與圖丙所示的玉米品種進(jìn)行雜交，其子代的表現(xiàn)型情況如何，請(qǐng)用遺傳圖解表示（不考慮基因的交叉互換，圖解畫(huà)在答題紙上）．．

Answer 1

分析 已知玉米糊粉層有色（M）對(duì)無(wú)色（m）為顯性，果皮顏色紫色（D）對(duì)紅色（d）為顯性．當(dāng)糊粉層顏色為有色時(shí)，D、d控制的性狀均不能表現(xiàn)出來(lái)，此時(shí)籽粒顏色為黃色，即玉米糊粉層有色籽粒黃色為M____，玉米糊粉層無(wú)色籽粒紫色mmD_、玉米糊粉層無(wú)色籽粒紅色為mmdd，據(jù)此答題．

解答 解：（1）單倍體玉米無(wú)同源染色體，不能完成正常的減數(shù)分裂，所以植株矮小，一般不育，可以在幼苗時(shí)期用秋水仙素進(jìn)行誘導(dǎo)處理，使得染色體加倍，可以恢復(fù)可育性．
（2）讓基因型為MmDd的玉米進(jìn)行測(cè)交，按照自由組合定律，后代為MmDd黃色、Mmdd黃色、mmDd紫色、mmdd紅色，即黃色：紫色：紅色為2：1：1．
若讓測(cè)交子代中的紫色玉米（mmDd）和紅色玉米（mmdd）自由交配，其產(chǎn)生的配子mD=$\frac{1}{4}$，md=$\frac{3}{4}$，則后代紅色的概率為$\frac{3}{4}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{9}{16}$，所以子代玉米籽粒顏色的表現(xiàn)型及比例為紫色：紅色=7：9，其中純合子的比例為$\frac{9}{16}$+$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{5}{8}$．
（3）圖乙與圖甲相比，rh所在的染色體片段移到了非同源染色體上，為染色體結(jié)構(gòu)變異中的易位．該變異通過(guò)有性生殖能夠打破玉米種群的遺傳平衡，使種群基因頻率發(fā)生變動(dòng)，從而引起生物的進(jìn)化．
（4）甲的基因型是MmRhrh，丙的基因型是MmRhrh，由于連鎖，兩者都只能產(chǎn)生兩種配子，甲的配子是MRh、mrh，丙的配子是Mrh、mRh，圖解如下：

故答案為：
（1）無(wú)同源染色體，不能完成正常的減數(shù)分裂（或沒(méi)有同源染色體，減數(shù)分裂過(guò)程中配對(duì)紊亂）    幼苗
（2）遵循   紫色：紅色=7：9   $\frac{5}{8}$
（3）易位（或染色體結(jié)構(gòu)變異、染色體畸變）  基因頻率
（4）

點(diǎn)評(píng) 本題考查了基因的自由組合定律的應(yīng)用、染色體結(jié)構(gòu)的變異，主要考查學(xué)生的理解分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，以及遺傳規(guī)律的計(jì)算能力，難度較大，解題的關(guān)鍵是明確孟德?tīng)栕杂山M合定律的過(guò)程．