Question

現代考古證實，玉米起源于一種生長在5000多年前，墨西哥米切肯洲巴爾薩河流域的野生黍類，這種黍類變異性較強，經過墨西哥人數千年的培養，成為今天擁有數百個品種的玉米。大約在16世紀中期，中國開始引進玉米，中國的玉米栽培面積和總產量均居世界第2位。請回答下列問題：

（1）墨西哥人將野生黍類培育出符合人們需要的不同于野生黍類的玉米物種一般要經過__________________________三個基本環節。

（2）根據玉米光合作用的生理特點可以推測玉米原產地的光照特點和地域特點分別是______________________。

（3）玉米屬單性花，雌雄同株的植物，雄蕊位于植株的頂端，雌蕊著生在葉腑部位。現將純種高莖玉米（AA）與矮莖玉米（aa）間行種植，且雌雄蕊都能同時成熟，則高莖玉米和矮莖玉米的種子中胚乳基因型分別是______________________。

（4）葉面積指數是指地表單位面積上植物葉片的面積數量。在一定范圍內隨順面積指數的增大，光合作用的產量增加。但當玉米葉面積指數過大時，光合作用產量反而降低的原因是______________________。

（5）緊湊型玉米表現出高光效型，莖葉夾角小，葉片挺直上沖，葉片透光性非常好，可以高密度種植，但種植過密也會導致減產，這是因為______________________。

（6）玉米種子中胚乳占種子體積的五分之四，內含豐富的營養物質，某同學想探究玉米種子萌發時胚發育的營養物質是否來自胚乳，設計了如下實驗進行探究，請你將下列實驗步驟填寫完整，預測實驗結果并得出相應的結論：

I、實驗步驟

第一步：取30粒完整飽滿的玉米種子，用水浸泡。

第二步：將吸水充分的玉米種子分為A、B、C三組。①②③

第三步：①將A組的玉米種子切除一半胚乳（不得傷及胚）

②B組______________________________________________________

③C組______________________________________________________

第四步：______________________________________________________

第五步：檢測并記錄A、B、C三組幼苗的生長情況。

II、預測結果并得出相應結論

①______________________________________________________

②______________________________________________________

III、沒有胚乳的玉米種子，如果給予胚發育所需全部營養物質和適宜的外界條件。胚同樣也能正常發育，運用______________________________方法，就可以得到證明。

Answer 1

（1）突變和基因重組  人工選擇  隔離  （2）光照充足和熱帶地區

（3）AAA  AAa  Aaa  aaa  （4）由于葉片相互重疊，遮擋，葉片吸收光的不再增加而葉片的呼吸作用增強所造成的消耗也隨著增多。

（5）種內斗爭加劇，平均每株玉米占有的陽光、水分，礦質元素等資源少

（6）I實驗步驟

第三步：②B組中的玉米種子全部切除胚乳

③C組中種子不切除胚乳，保持完整

第四步：將A、B、C三組玉米種子播種在相同適宜環境中培養

II、實驗預測和結論

①如果A、B、C三組幼苗生長狀況相差無幾，則玉米種子胚發育的養分不是由胚乳供應。

②如果A組能長出幼苗，但很纖弱；B組沒有出土；C組長出幼苗很健壯，則玉米種子胚發育的養分來自胚乳的供應。

III、植物組織培養

解析:

玉米是人類通過對野生黍類突變，進行長期人工選擇，培養形成的，不同野生黍類的物種，它們之間不能進行基因交流。玉米屬C₄植物，可利用較低濃度的CO₂進行光合作用，CO₂饑餓現象沒有C₃植物明顯，故可推測其原產地溫度較高，光照較充分的區域。玉米花粉的傳播通過風媒來完成，且雌雄蕊同步成熟，高莖玉米與矮莖玉米間行種植，這樣既發生自花粉又能異花授粉。當葉面積指數過大時，由于葉片之間的相互重疊遮擋，有效光合作用面積沒有增加，而呼吸作用因葉細胞增多而增強；消耗的有機物多而減產，在實驗步驟過程中，應遵循單一變量的原則，保證實驗條件盡可能相同，排除其他外界因素對實驗結果的影響和干擾。