Question

【題目】玉米(2n＝20)是我國栽培面積最大的作物，近年來常用的一種單倍體育種技術使玉米新品種選育更加高效。

(1)單倍體玉米體細胞的染色體數為________，因此在________分裂過程中染色體無法聯會，導致配子中無完整的____________。

(2)研究者發現一種玉米突變體(S)，用S的花粉給普通玉米授粉，會結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和與卵細胞相同的兩套完整染色體的三倍體，見圖1)。

①根據親本中某基因的差異，通過PCR擴增以確定單倍體胚的來源，結果見圖2。

從圖2結果可以推測單倍體的胚是由________發育而來。

②玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色。紫粒玉米與白粒玉米雜交，結出的籽粒中紫∶白＝3∶5，出現性狀分離的原因是____________________，推測白粒親本的基因型是________。

③將玉米籽粒顏色作為標記性狀，用于篩選S與普通玉米雜交后代中的單倍體，過程如圖3：

請根據F1籽粒顏色區分單倍體和二倍體籽粒并寫出與表現相應的基因型為____________。

(3)現有高產抗病白粒玉米純合子(G)、抗旱抗倒伏白粒玉米純合子(H)，欲培育出高產抗病抗旱抗倒伏的品種。結合(2)③中的育種材料與方法，育種流程應為__________________________________；將得到的單倍體進行染色體加倍以獲得純合子；選出具有優良性狀的個體。

Answer 1

【答案】10 減數 染色體組 卵細胞 紫粒親本是雜合子 Aarr或aaRr 單倍體籽粒胚的表現型為白色，基因型為ar；二倍體籽粒胚的表現型為紫色，基因型為AaRr；二者胚乳的表現型均為紫色，基因型為AaaRrr G與H雜交，將所得F1作為母本與S雜交；根據籽粒顏色挑出單倍體

【解析】

1、單倍體生物是由未經受精作用的配子發育成的個體，其染色體數為本物種配子染色體數。

2、玉米籽粒顏色由A、a與R、r兩對獨立遺傳的基因控制，遵循基因的自由組合定律。A、R同時存在時籽粒為紫色，缺少A或R時籽粒為白色，則紫色的基因型為A_R_，白色的基因型為A_rr、aaR_、aarr。

(1) 單倍體玉米體細胞的染色體數是正常玉米的一半，即10條染色體。由于單倍體玉米的細胞中沒有同源染色體，所以在減數第一次分裂前期，無法聯會；減數第一次分裂后期染色體隨機進入兩個子細胞中，最終導致產生的配子中沒有完整的染色體組。

(2) ①從圖2能夠看出，3和2的結果相同，說明F1單倍體胚來源于普通玉米，由母本產生的卵細胞發育而來。②因為子代籽粒中紫∶白＝3∶5，說明子代中紫粒占3/8，又因為這兩對基因的遺傳遵循自由組合定律，3/8＝1/2×3/4，其中“1/2”為一對基因雜合子測交后代中某一性狀所占比例，“3/4”為一對基因雜合子自交后代中顯性性狀所占比例，因此可推出白粒親本的基因型為Aarr或aaRr，紫粒親本的基因型為AaRr。③單倍體籽粒胚是由卵細胞發育而來的，基因型為ar，表現型為白色；二倍體籽粒胚的基因型是AaRr，表現型為紫色；二者胚乳的表現型均為紫色，基因型為AaaRrr。

(3)欲培育出高產抗病抗旱抗倒伏的品種，首先用兩個純合子(G和H)雜交，將得到的F1作為母本和突變體S雜交，挑選出表現型為白色的單倍體籽粒；然后對單倍體進行染色體加倍以獲得純合子，最后篩選出具有優良性狀的個體