Question

【題目】玉米（2n=20）是我國(guó)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_______，因此在____分裂過程中染色體無法聯(lián)會(huì)，導(dǎo)致配子中無完整的______。

（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(huì)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(kuò)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(cè)單倍體的胚是由___發(fā)育而來。

②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因控制，A、R同時(shí)存在時(shí)籽粒為紫色，缺少A或R時(shí)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_______。推測(cè)白粒親本的基因型是_______。

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(qǐng)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_______。

（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：______；將得到的單倍體進(jìn)行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優(yōu)良性狀的個(gè)體。

Answer 1

【答案】 10 減數(shù) 染色體組 卵細(xì)胞 紫粒親本是雜合子 aaRr/Aarr 單倍體籽粒胚的表現(xiàn)型為白色，基因型為ar；二倍體籽粒胚的表現(xiàn)型為紫色，基因型為AaRr；二者籽粒胚乳的表現(xiàn)型為紫色，基因型為AaaRrr 用G和H雜交，將所得F1為母本與S雜交；根據(jù)籽粒顏色挑出單倍體

【解析】（1）單倍體玉米體細(xì)胞染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同，為20/2=10。單倍體細(xì)胞中無同源染色體，減數(shù)分裂過程中染色體無法聯(lián)會(huì)，染色體隨機(jī)分配，導(dǎo)致配子中無完整的染色體組。(2) ①由圖可以看出，單倍體子代PCR結(jié)果與母本完全相同，說明單倍體的胚由母本的卵細(xì)胞發(fā)育而來。②A、a與R、r獨(dú)立遺傳，共同控制籽粒的顏色，紫粒玉米與白粒玉米雜交出現(xiàn)性狀分離的原因是紫粒親本是雜合子，兩對(duì)等位基因各自相互分離后，非等位基因發(fā)生了自由組合；根據(jù)紫∶白=3∶5的性狀分離比，紫粒占3/8，由“3/8=3/4×1/2”可推出親本中紫粒玉米的基因型為雙雜合，白粒玉米的基因型為單雜合+隱形基因，即aaRr/Aarr。③根據(jù)圖中的親本的基因型可知，二倍體籽粒的顏色應(yīng)為紫色，基因型為AaRr；單倍體籽粒由母本的配子發(fā)育而來，所以其基因型為ar。胚乳都是由一個(gè)精子（基因組成AARR）和兩個(gè)極核（基因組成都為ar）結(jié)合后發(fā)育而來，基因型為AaaRrr。（3）按照（2）③中的方法，可將G和H雜交，得到F1，再以F1為母本授以突變體S的花粉，根據(jù)籽粒顏色挑出單倍體；將得到的單倍體進(jìn)行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優(yōu)良性狀的個(gè)體。