Question

如圖所示，玉米是雌雄同株異花受粉植物，具有多對易于區分的相對性狀，如籽粒的胚乳有甜和非甜兩個品種，種皮有黃色和白色之分，植株有高莖和矮莖兩種。已知純種黃種皮甜玉米植株的花粉授給純種白種皮非甜玉米植株，所結種子全是白種皮非甜玉米，將這些種子全部種下后自交，結出的種子為黃種皮。

   請據此回答下列問題： 

（1）現有多株甜玉米，對一些植株的花粉進行射線處理后，再進行自交，另一些甜玉米植株，花粉不經射線處理，進行自交。結果，前者出現非甜籽粒，后者全部結甜籽粒。由此可推測，非甜籽粒的出現是基因發生                     的結果，其實質是射線誘發                 的分子結構發生了改變。

（2）種皮的顏色中，顯性性狀是            ；以上述3對基因均雜合的植株為父本進行測交，所結種子的表現型為               ；將這些種子全種下去，高莖植株占總數的                   。

（3）采用基因工程技術改良上述玉米的品質時，選用大豆種子貯藏蛋白基因為目的基因。該目的基因與作為              的質粒組裝成為重組DNA分子時，需要

用                和連接酶。為便于篩選獲得了目的基因的受體細胞，所用的質粒通常具有           。將目的基因導入離體的玉米體細胞后，需要采用         技術才能獲得具有目的基因的玉米植株。

（4）玉米種皮的顏色是由細胞中的色素決定的，已知該色素不是蛋白質，這說明基因可以通過                                                       ，進而控制生物的性狀。

（5）矮莖玉米幼苗經適宜濃度的生長素類似物處理，也可以長成高莖植株。為了驗證該變異性狀不能遺傳，某生物科技小組設計實驗方案如下。請你補充實驗相關內容：

Ⅰ.實驗步驟：

①在這株變異高莖玉米雌花、雄花成熟之前，                                                             。

②雌花、雄花成熟后，人工授粉，使其自交。

③雌穗上種子成熟后，收藏保管，第二年播種觀察。

Ⅱ.實驗結果及相關結論：                                                                       。

Answer 1

  （1）突變   DNA   （2）黃色  白種皮甜玉米和白種皮非甜玉米   1/2    （3）載體   限制性核酸內切酶   標記基因   植物組織培養   （4）控制有關酶的合成來控制代謝過程（5）Ⅰ.①分別用紙袋將雌穗、雄穗套住，防止異株之間傳粉  Ⅱ.全長成矮莖，說明生長素類似物引起的變異不能夠遺傳

解析:

  （1）人工誘變方法主要有物理方法如輻射誘變、激光誘變，化學方法如用秋水仙素、硫酸二乙酯、亞硝酸等處理，可以誘導生物發生基因突變而出現新性狀。（2）種皮、果皮的性狀遺傳雖然遵循細胞核遺傳，但表現出的遺傳特點要推遲一代表現。根據題意畫出遺傳圖解：

P♂ 純合的黃種皮甜玉米×♀純合的白種皮非甜玉米

                          ↓

       P植株上種子（白種皮非甜玉米）

                          ↓

              F1植株上種子（黃種皮）

結出的黃色種皮籽粒位于F1植株上，是由P代雜交的

受精卵發育而來的，所以F1植株上所結種子的種皮性狀為顯性性狀，胚乳的口味在種子中直接表現出來，非甜為顯性性狀。以3對基因均雜合的植株為父本進行測交，母本為隱性純合子，所結種子種皮顏色為母本性狀，即白色；子代中控制莖高矮、胚乳口味的基因型都有雜合子、隱性純合子（比例為1∶1）兩種類

型，但莖的高矮在種子中是不能觀察到的，而胚乳的

口味分別是非甜味和甜味；雜合子的高莖占1/2。（3）在基因工程中構建重組質粒需用到限制性核酸內切酶和DNA連接酶，作為載體的質粒上必須有標記基因，根據標記基因表達體現出的特定性狀，才能篩選獲得含目的基因的受體細胞，含目的的基因的離體玉米體細胞必須利用植物組織培養技術，才能體現出植物細的全能性，獲得轉基因玉米植株。（4）基因對生物性狀的控制有兩條途徑：一是通過控制有關酶的合成來控制代謝過程，二是通過控制蛋白質的分子結構直接影響生物性狀，已知該色素不是蛋白質，因此，只能是第一種情況。（5）玉米既可進行同株異花受粉（自交），也可進行異株之間的受粉（自交或雜交），需對實驗玉米雌雄花序套袋，防止異株傳粉進行雜交，使實驗失敗；驗證性實驗的結果、結論是惟一的，而且要注意結果和結論的一致性。