Question

玉米的抗病（A）和不抗病（a）、高秆（B）和矮秆（b）是两对独立遗传的相对性状．现有不抗病矮秆玉米种子（甲），研究人员欲培育抗病高秆玉米进行以下实验：
实验一：取适量的甲，用合适剂量的γ射线照射后种植，在后代中观察到白化苗4株、抗病矮秆1株（乙）和不抗病高秆1株（丙）．
实验二：将乙与丙杂交，F₁中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高杆和不抗病矮秆．选取F₁中抗病高秆植株上的花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体的抗病髙秆植株（丁）．请回答：
（1）若要检测白化苗是否是染色体变异的结果？最简便快速的方案是

 

．
（2）若对白化苗进一步深入研究发现，其控制叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，导致该基因不能正常表达，该变异类型属于

 

．此事实表明基因控制性状的方式之一为

 

．
（3）若根细胞膜上Mg⁺（合成叶绿素的成分）载体的一个氨基酸是色氨酸（密码子只为UGG 一种），则运载该氨基酸的转移RNA上三个碱基（反密码子）为

 

，如果mRNA上UGG因为基因突变成为UGC，则该玉米植株

 

 （选填“是”或“否”）为白化苗．
（4）若利用高杆抗病玉米培育固氮新品种，获取目的基因时用到的工具酶是

 

、

 

．如果使用植物病毒为运载体，则该病毒必须是以

 

为遗传物质的病毒．成功导入目的基因的玉米受体细胞培育成玉米植株表现了

 

．
（5）上述培育抗病高秆玉米的实验运用了

 

等育种技术．秋水仙素处理幼苗诱导染色体恢复正常的原理是

 

．
（6）从基因组成看，乙与丙的基因型分别是

 

．
（7）选取F₁中全部抗病高杆植株进行自交获得F₂，F₂中全部抗病高秆植株再自交获得F₃，则F₃中抗病高杆：抗病矮杆为

 

．

Answer 1

考点：生物变异的应用,基因的自由组合规律的实质及应用,基因与性状的关系

专题：

分析：基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换．
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．
根据题意分析可知：抗病矮秆（乙）和不抗病高秆（丙）的基因型为A_bb、aaB_，由于F₁中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高杆和不抗病矮秆，因此亲本基因型为Aabb和aaBb，则F₁中抗病高杆植株基因型为AaBb，再根据基因自由组合定律解答即可．

解答： 解：（1）染色体的形态和数目可以在光学显微镜下观察到，因此若要检测白化苗是否是染色体变异的结果，最简便快速的方案是取根尖制作有丝分裂装片镜检．
（2）由于控制叶绿素合成的基因缺失了一段DNA，导致该基因不能正常表达，所以该变异类型属于基因突变．由于基因突变导致叶绿素合成受阻，所以基因通过控制酶的合成，控制代谢活动而控制生物性状．
（3）由于运载该氨基酸的转移RNA上三个碱基与密码子互补配对，所以转移RNA上三个碱基为ACC．如果mRNA上UGG因为基因突变成为UGC，则对应的氨基酸不是色氨酸，因而不能合成细胞膜上运载Mg⁺的载体，从而使该玉米植株成为白化苗．
（4）在基因工程中，获取目的基因时用到的工具酶是限制性内切酶和DNA连接酶．由于固氮基因的本质是DNA，所以如果使用植物病毒为运载体，则该病毒必须是以DNA为遗传物质的病毒．成功导入目的基因的玉米受体细胞培育成玉米植株表现了植物细胞的全能性．
（5）用合适剂量的γ射线照射植株，属于诱变育种．用花药进行离体培养获得幼苗，经秋水仙素处理后选出纯合二倍体，属于单倍体育种．秋水仙素处理幼苗诱导染色体恢复正常的原理是秋水仙素能抑制有丝分裂过程中纺锤体形成，导致染色体加倍后不分离．
（6）抗病矮秆（乙）和不抗病高秆（丙）的基因型为A_bb、aaB_，由于F₁中出现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高杆和不抗病矮秆，因此亲本基因型为Aabb和aaBb．
（7）根据亲本基因型为Aabb和aaBb，则F₁中抗病高杆植株基因型为AaBb，F₁进行自交获得F₂，F₂中全部抗病高秆植株中有

1

9

AABB、

2

9

AABb、

2

9

AaBB、

4

9

AaBb，再自交获得F₃，则F₃中抗病高杆出现的概率=

1

9

×1+

2

9

×

3

4

+

2

9

×

3

4

+

4

9

×

9

16

=

25

36

，抗病矮杆出现的概率=

2

9

×

1

4

+

4

9

×

3

16

=

5

36

．因此F₃中抗病高杆：抗病矮杆为5：1．
故答案为：
（1）取根尖制作有丝分裂装片镜检
（2）基因突变   基因通过控制酶的合成，控制代谢活动而控制生物性状
（3）ACC   是
（4）限制性内切酶    DNA连接酶     DNA    植物细胞的全能性
（5）诱变育种、单倍体育种     秋水仙素抑制有丝分裂过程中纺锤体形成
（6）Aabb、aaBb
（7）5：1

点评：本题考查基因突变、基因工程和杂交育种的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．