Question

玉米是二倍体植物，风媒异花传粉。自然界中的普通玉米（AABBDD）粒中蔗糖含量低，无甜味。现有2个超甜玉米和1个普甜玉米品种，它们都是普通玉米单基因突变的纯合体，其控制基因及其生化途径如下所示。请回答下列问题。

玉米品种（纯种）	隐性突变基因	染色体（号）	甜度
普甜玉米	a	4	微甜
超甜玉米	b	3	甜
d	？	甜

（1）普甜玉米和超甜玉米提高细胞内蔗糖含量的原理分别是_________。

（2）表中普甜玉米品种的基因型为_____；表中超甜玉米品种的基因型为________。

（3）两株不同品种的超甜玉米杂交，子一代为非甜玉米。请利用子一代玉米为材料，设计实验方案，鉴定d基因是否位于第3染色体上。请写出实验方案并预期实验结果（不考虑突变及交叉互换）_________________________。

Answer

普甜玉米通过控制酶1的合成促进淀粉水解为蔗糖；超甜玉米通过抑制酶2的合成抑制蔗糖合成淀粉 aaBBDD AAbbDD、AABBdd 将子一代玉米自交(或杂交)，统计子二代超甜玉米和非甜玉米的比例。若子二代中非甜玉米:超甜玉米=9: 7，则d基因不位于第3(号)染色体上；若子二代中非甜玉米:超甜玉米=1: 1，则d基因位于第3(号)染色体上。

【解析】

根据题干中普通玉米的基因型为AABBDD，以及“现有2个超甜玉米和1个普甜玉米品种，它们都是普通玉米单基因突变的纯合体”，结合基因对性状控制的途径可知突变型普甜玉米应为aaBBDD，超甜玉米应为AAbbDD、AABBdd。（3）问可用逆推法思考本题，即先假设d基因不位于第3染色体上或位于第3染色体上，由此得出结果和结论，再“反向作答”即可。实验方法：将子一代玉米自交，统计子二代的性状及分离比。

（1）通过分析示意图可知，普甜玉米和超甜玉米中蔗糖含量高、有甜味的原理是：普甜玉米通过控制酶1的合成促进淀粉水解为蔗糖；超甜玉米通过控制酶2的合成抑制蔗糖合成淀粉。
（2）由题意可知，普通玉米是AABBDD，2个超甜玉米和1个普甜玉米品种，都是普通玉米单基因突变的纯合体，故其突变型普甜玉米应为aaBBDD，超甜玉米应为AAbbDD、AABBdd。
（3）由题意知：两个超甜玉米杂交AAbbDD×AABBdd，产生子一代基因型为AABbDd。
若d基因不位于第3染色体上，则B和b、D和d这两对等位基因的遗传符合自由组合定律，故AABbDd自交后代中非甜玉米：超甜玉米=9（AAB_D_表现为非甜玉米）：7。
若d基因位于第3染色体上，则B和b、D和d这两对等位基因的遗传不符合自由组合定律，根据亲本基因型可知b和D连锁，B和d连锁，故AABbDd自交后代中非甜玉米：超甜玉米比例是1：1。所以方案为：
将子一代玉米自交，统计子二代的性状及分离比。
若子二代中非甜玉米：超甜玉米=9：7，则d基因不位于第3染色体上；
​若子二代中非甜玉米：超甜玉米=1：1，则d基因位于第3染色体上。