Question

5．玉米（2N=20）的抗銹�。ˋ）對不抗銹�。╝）為顯性，基因位于l0號染色體上；玉米籽粒的三對相對性狀非糯性（B）對糯性（b）為顯性、飽滿種子（D）對凹陷種子（d）為顯性、糊粉層有色（E）對糊粉層無色（e）為顯性，基因都位于9號染色體上（如圖1所示）．請回答：

（1）玉米的次級精母細胞中染色體數目是10或20，測定玉米的基因組序列需測定10條染色體．
（2）取圖1所示基因型玉米進行測交，假如9號染色體不發(fā)生交叉互換，則子代抗病糯性凹陷無色個體占$\frac{1}{4}$；若取測交后代中抗病非糯性飽滿有色植株自交，后代雜合子所占比例為$\frac{3}{4}$．而實際實驗中發(fā)現(xiàn)，幾乎所有植株的自交后代表現(xiàn)型均遠多于4種，出現(xiàn)了其他重組類型．
（3）在上述自交實驗中發(fā)現(xiàn)一異常植株X，其自交后代表現(xiàn)型不多于4種，然后通過植物組織培養(yǎng)對植株X進行了保留，并對其原因進行了探究：
①觀察到異常植株X的細胞內9號染色體行為如圖2（I），說明該植物細胞發(fā)生了倒位    （填染色體變異類型），再交叉互換后產生了圖2（Ⅱ）所示的四種配子．其中兩種不育配子發(fā)生了缺失和重復（填染色體變異類型），從而使后代只出現(xiàn)4種表現(xiàn)型．
②四種配子中的兩種可育配子在隨機結合后，后代還有可能發(fā)生異常染色體純合致死，如果考慮上述4對相對性狀，通過統(tǒng)計該異常植株X自交后代表現(xiàn)型的比例即可確定：
若后代表現(xiàn)型的比例為9：3：3：1，則說明沒發(fā)生異常染色體純合致死；
若后代表現(xiàn)型的比例為3：1，則說明發(fā)生了異常染色體純合致死．

Answer 1

分析 染色體結構變異的基本類型：
（1）缺失：染色體中某一片段的缺失 例如，貓叫綜合征是人的第5號染色體部分缺失引起的遺傳病，因為患病兒童哭聲輕，音調高，很像貓叫而得名．貓叫綜合征患者的兩眼距離較遠，耳位低下，生長發(fā)育遲緩，而且存在嚴重的智力障礙；果蠅的缺刻翅的形成也是由于一段染色體缺失造成的．

（2）重復：染色體增加了某一片段 果蠅的棒眼現(xiàn)象就是X染色體上的部分重復引起的．

（3）倒位：染色體某一片段的位置顛倒了180度，造成染色體內的重新排列 如女性習慣性流產（第9號染色體長臂倒置）．

（4）易位：染色體的某一片段移接到另一條非同源染色體上或同一條染色體上的不同區(qū)域 如慣性粒白血�。ǖ�14號與第22號染色體部分易位，夜來香也經常發(fā)生這樣的變異．

解答 解：（1）由題可知，玉米體細胞有20條染色體，經過減數第一次分裂染色體數目減半，但減數第二次分裂后期著絲點斷裂，染色體數目加倍，故玉米的次級精母細胞中染色體數目是10條或20條．由于玉米是雌雄同體植株，沒有性染色體，所以育種學家要測定玉米基因組DNA序列，只需要測定10條染色體的DNA序列．
（2）取圖1所示玉米基因型為AaBbDdEe，由題圖可知，由于圖1基因發(fā)生連鎖，故該個體只能產生ABDE、aBDE、abde、Abde4種類型的配子，與aabbddee個體進行測交，則子代抗病糯性凹陷無色個體占$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}=\frac{1}{4}$，測交后代中抗病非糯性飽滿有色植株的基因型為AaBbDdEe，自交后代純合子所占比例為$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}+\frac{1}{4}×\frac{1}{4}+\frac{1}{4}×\frac{1}{4}+\frac{1}{4}×\frac{1}{4}=\frac{1}{4}$，即后代雜合子所占比例為$\frac{3}{4}$．
（3）①由圖可知，該植物細胞發(fā)生了倒位，再交叉互換后產生了圖2（Ⅱ）所示的四種配子．其中兩種不育配子發(fā)生了缺失和重復，從而使后代只出現(xiàn)4種表現(xiàn)型．
②四種配子中的兩種可育配子在隨機結合后，后代還有可能發(fā)生異常染色體純合致死，如果考慮上述4對相對性狀，通過統(tǒng)計該異常植株X自交后代表現(xiàn)型的比例，若后代表現(xiàn)型的比例為9：3：3：1，明沒發(fā)生異常染色體純合致死；若后代表現(xiàn)型的比例為3：1，則說明發(fā)生了異常染色體純合致死．
故答案為：
（1）10或20     10
（2）$\frac{1}{4}$   $\frac{3}{4}$
（3）①倒位   重復和缺失（順序可顛倒）   4   ②9：3：3：1    3：1

點評 本題主要考查基因自由組合定律的應用以及染色體變異的相關知識，意在考查考生識圖讀圖的能力，把握知識間內在聯(lián)系的能力．