Question

野生型玉米是一种雌雄同株的二倍体（2n=20）植物，其顶部开雄花，下部开雌花，玉米籽粒的颜色与细胞中的色素有关。当细胞中含有甲物质时呈紫色，含有乙物质时呈红色，其他情况为白色。与这些色素合成有关的部分酶和基因情况如下表所示（注：各对等位基因中的显性基因对隐性基因完全显性，隐性基因不能控制相应酶的合成，并且在形成配子过程中不发生交叉互换），请回答问题：

（1）现有纯合红色玉米粒，请在下面方框中画出基因在染色体上的位置关系。（注：方框内只要画出与上述基因相关的染色体，用竖线表示染色体，黑点表示基因的位点，并标上相应的基因符号）。

_______

（2）某红色籽粒玉米种子萌发长成植株后自交，其所结籽粒的性状分离比为紫：红：白=0：3：1，则该植株的基因型为___________，并用一个遗传图解解释___________。

（3）若某一基因型为AaBbDd的玉米植株自交，所结籽粒的性状及分离比为___________。

（4）四倍体玉米中玉米色素含量通常高于野生型玉米，低温处理野生型玉米正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株。推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是_______。四倍体玉米与野生型玉米___________（填“是”或“不”）属于同一物种，原因是____。

Answer

AaBBdd或AABbdd 紫色：红色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7 低温抑制纺锤体的产生 不 两者之间存在生殖隔离

【解析】

根据题意和图示分析可知：玉米籽粒的颜色可由三对等位基因控制，但是B和D基因均位于10号染色体上，因此这两对基因遵循基因连锁。已知当细胞中含有甲物质时呈紫色，含有乙物质时呈红色，其他情况为白色，则根据色素与酶的关系可判断，紫色植株基因型为A_B_D_，红色植株的基因型为A_B_dd，白色植株的基因型应为aa____或__bb__。

（1）根据题意可知，有红色物质的生成肯定存在酶1和酶2，即肯定有A和B基因，而不能存在D基因，因此纯合红色玉米粒的基因型为AABBdd；由于BB和dd基因均在10号染色体上，因此基因在染色体上的位置如图：

。

（2）据分析可知，红色植株的基因型为A_B_dd，白色植株的基因型应为aa____或__bb__。由于该红色的籽粒长成的某一玉米植株自交，所结籽粒的性状分离比为紫：红：白=0：3：1，即表示前面两对基因中有一对是杂合子，因此则该植株的基因型可能为AaBBdd或AABbdd，遗传图解如下：

或 。

（3）基因型为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，当基因B和基因D位于同一条染色体上，而基因b和基因d位于另一条染色体上时，BbDd自交，后代能同时合成酶2和酶3：不能合成酶2和酶3=3：1，此时AaBbDd自交后代能同时合成3种酶，出现紫色的概率等于9/16，其他都是白色，因此子代紫色：白色=9：7。当基因B和基因d位于同一条染色体上，而基因b和基因D位于同一条染色体上时，BbDd自交，后代能合成酶2不能合成酶3：同时合成酶2和酶3：不能合成酶2和酶3=1：2：1，此时AaBbDd自交后代能同时合成3种酶，出现紫色的概率为6/16，同时出现酶1和酶2不出现酶3（即出现红色）的概率为3/16，其他都是白色，因此子代中紫色：红色：白色=6：3：7。

（4）低温能抑制纺锤体的产生，导致染色体数目加倍。由于四倍体玉米与野生型玉米之间存在生殖隔离，所以它们不属于同一物种。