Question

【題目】野生型玉米是一種雌雄同株的二倍體（2n=20）植物，其頂部開雄花，下部開雌花，玉米籽粒的顏色與細胞中的色素有關。當細胞中含有甲物質時呈紫色，含有乙物質時呈紅色，其他情況為白色。與這些色素合成有關的部分酶和基因情況如下表所示（注：各對等位基因中的顯性基因對隱性基因完全顯性，隱性基因不能控制相應酶的合成，并且在形成配子過程中不發生交叉互換），請回答問題：

（1）現有純合紅色玉米粒，請在下面方框中畫出基因在染色體上的位置關系。（注：方框內只要畫出與上述基因相關的染色體，用豎線表示染色體，黑點表示基因的位點，并標上相應的基因符號）。

_______

（2）某紅色籽粒玉米種子萌發長成植株后自交，其所結籽粒的性狀分離比為紫：紅：白=0：3：1，則該植株的基因型為___________，并用一個遺傳圖解解釋___________。

（3）若某一基因型為AaBbDd的玉米植株自交，所結籽粒的性狀及分離比為___________。

（4）四倍體玉米中玉米色素含量通常高于野生型玉米，低溫處理野生型玉米正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發育成植株。推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是_______。四倍體玉米與野生型玉米___________（填“是”或“不”）屬于同一物種，原因是____。

Answer 1

【答案】 AaBBdd或AABbdd 紫色：紅色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7 低溫抑制紡錘體的產生 不 兩者之間存在生殖隔離

【解析】

根據題意和圖示分析可知：玉米籽粒的顏色可由三對等位基因控制，但是B和D基因均位于10號染色體上，因此這兩對基因遵循基因連鎖。已知當細胞中含有甲物質時呈紫色，含有乙物質時呈紅色，其他情況為白色，則根據色素與酶的關系可判斷，紫色植株基因型為A_B_D_，紅色植株的基因型為A_B_dd，白色植株的基因型應為aa____或__bb__。

（1）根據題意可知，有紅色物質的生成肯定存在酶1和酶2，即肯定有A和B基因，而不能存在D基因，因此純合紅色玉米粒的基因型為AABBdd；由于BB和dd基因均在10號染色體上，因此基因在染色體上的位置如圖：

。

（2）據分析可知，紅色植株的基因型為A_B_dd，白色植株的基因型應為aa____或__bb__。由于該紅色的籽粒長成的某一玉米植株自交，所結籽粒的性狀分離比為紫：紅：白=0：3：1，即表示前面兩對基因中有一對是雜合子，因此則該植株的基因型可能為AaBBdd或AABbdd，遺傳圖解如下：

或 。

（3）基因型為AaBbDd的玉米植株自交，其中Aa自交，子代能合成酶1：不能合成酶1=3：1，當基因B和基因D位于同一條染色體上，而基因b和基因d位于另一條染色體上時，BbDd自交，后代能同時合成酶2和酶3：不能合成酶2和酶3=3：1，此時AaBbDd自交后代能同時合成3種酶，出現紫色的概率等于9/16，其他都是白色，因此子代紫色：白色=9：7。當基因B和基因d位于同一條染色體上，而基因b和基因D位于同一條染色體上時，BbDd自交，后代能合成酶2不能合成酶3：同時合成酶2和酶3：不能合成酶2和酶3=1：2：1，此時AaBbDd自交后代能同時合成3種酶，出現紫色的概率為6/16，同時出現酶1和酶2不出現酶3（即出現紅色）的概率為3/16，其他都是白色，因此子代中紫色：紅色：白色=6：3：7。

（4）低溫能抑制紡錘體的產生，導致染色體數目加倍。由于四倍體玉米與野生型玉米之間存在生殖隔離，所以它們不屬于同一物種。