Question

玉米为一年生植物。某农场种植的H品种玉米自交后代中，发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株。此变异植株因光合作用不足，在开花前死亡。请分析回答：

（1）有研究者提出：玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少。取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片进行研磨，为了研磨充分和防止色素被破坏，应该分别加入       和       ，获取滤液；再用纸层析法分离滤液中的色素。若黄绿色叶片色素分离的实验结果如下图中的       （甲，乙）所示，则说明上述假设成立。

（2）研究者对上述变异有两种假设：

假设1：与叶绿素合成相关的酶的基因（M基因）发生了基因突变；

假设2：叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致。

研究者让H品种玉米进行单株自交，其中某株玉米所结种子再种植，子一代中叶片黄绿色有125株，叶片绿色有335株。

①上述性状分离结果可用假设      解释。假设2所述的变异属于           变异。

②若假设1成立，则叶片黄绿色变异为        （显性，隐性）突变。检测该变异是否由单基因突变引起      （能，不能）用测交实验，理由是           。

③提取         的DNA，进行体外扩增，若        ，则证明假设2不成立。

（3）若绿色玉米种植在缺乏镁元素的土壤中，也会出现黄绿色玉米植株，此现象        （属于，不属于）变异。

Answer

（1）SiO2 CaCO3 乙

（2）①1和2 染色体结构 ②隐性 不能 黄绿色植株开花前死亡（无隐性纯合的成熟个体）

③黄绿色植株 能扩增出M基因片段 （3）属于

【解析】（1）在绿叶中色素的提取和分离时，加入SiO2有助于研磨充分，加入 CaCO3可防止色素被破坏。题图中的四条色素带，按照由左至右的顺序分别为：叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素；分析题图可知，甲中各种色素的含量均正常，而乙中的叶绿素a和叶绿素b的含量明显减少。因此若黄绿色叶片色素分离的实验结果如图乙所示，则说明上述假设成立。

（2）①若与叶绿素合成相关的酶的基因（M基因）发生了隐性突变，则其自交后代叶片绿色：黄绿色＝3：1；若是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致，则其自交后代叶片绿色：黄绿色＝3：1。依题意可知，H品种玉米进行单株自交，子一代中叶片绿色：黄绿色＝3：1，据此可推测，上述性状分离结果可用假设1和2解释。假设2所述的染色体片段丢失属于染色体结构变异。

②若假设1成立，依题意子一代中叶片绿色：黄绿色=3：1，说明叶片黄绿色的突变为隐性突变。已知此变异（黄绿色）植株因光合作用不足，在开花前死亡，说明不能得到隐性纯合的成熟个体，所以不能用测交实验检测该变异是否由单基因突变引起。

③假设2的内容为叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致，因此黄绿色植株不含有M基因，若要证明假说2不成立，就要提取黄绿色植株的DNA，用PCR技术进行扩增，若能扩增出M基因片段，则假说2不成立。

（3）镁是叶绿素的组成成分，土壤中缺乏镁元素，会导致叶片含有的叶绿素含量减少，也会出现黄绿色玉米植株，变异是由环境变化引起的，遗传物质没有改变，属于不可遗传的变异。

【考点定位】叶绿体色素的提取和分离实验、生物变异。