Question

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，无甲和乙时呈白色。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，请在右图中画出基因在染色体上可能的位置关系。（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） 若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，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是否属于同一物种？________，为什么？              。

Answer

（1）见下图

（2）AaBBdd 或AABbdd（1分，写出其中一个得0分）

（3）紫色：红色：白色=6：3：7或 紫色：白色=9：7（2分，写出其中一个得1分）

（4）低温抑制纺锤体的产生（1分） 否（1分） 两者之间存在生殖隔离（1分）

【解析】

（1）由题意可知，红色玉米籽粒含有乙物质，不含甲物质，说明其含基因A和基因B，不含基因D，因此，红色纯合体的基因型为AABBdd。再结合基因B和基因d都位于10号染色体上，可以画出基因在染色体上的可能位置关系，如图：

（2）根据题意可知，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：

（3）基因型为AaBbDd的玉米植株自交，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。

【考点定位】基因的自由组合规律的实质及应用、低温诱导染色体加倍实验

【名师点睛】基因控制生物性状的两种方式：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

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，遵循基因自由组合规律；但是B和D基因均位于10号染色体上，因此基因连锁。