Question

现代考古证实，玉米起源于一种生长在5000多年前，墨西哥米切肯洲巴尔萨河流域的野生黍类，这种黍类变异性较强，经过墨西哥人数千年的培养，成为今天拥有数百个品种的玉米。大约在16世纪中期，中国开始引进玉米，中国的玉米栽培面积和总产量均居世界第2位。请回答下列问题：

（1）墨西哥人将野生黍类培育出符合人们需要的不同于野生黍类的玉米物种一般要经过__________________________三个基本环节。

（2）根据玉米光合作用的生理特点可以推测玉米原产地的光照特点和地域特点分别是______________________。

（3）玉米属单性花，雌雄同株的植物，雄蕊位于植株的顶端，雌蕊着生在叶腑部位。现将纯种高茎玉米（AA）与矮茎玉米（aa）间行种植，且雌雄蕊都能同时成熟，则高茎玉米和矮茎玉米的种子中胚乳基因型分别是______________________。

（4）叶面积指数是指地表单位面积上植物叶片的面积数量。在一定范围内随顺面积指数的增大，光合作用的产量增加。但当玉米叶面积指数过大时，光合作用产量反而降低的原因是______________________。

（5）紧凑型玉米表现出高光效型，茎叶夹角小，叶片挺直上冲，叶片透光性非常好，可以高密度种植，但种植过密也会导致减产，这是因为______________________。

（6）玉米种子中胚乳占种子体积的五分之四，内含丰富的营养物质，某同学想探究玉米种子萌发时胚发育的营养物质是否来自胚乳，设计了如下实验进行探究，请你将下列实验步骤填写完整，预测实验结果并得出相应的结论：
I、实验步骤
第一步：取30粒完整饱满的玉米种子，用水浸泡。
第二步：将吸水充分的玉米种子分为A、B、C三组。①②③
第三步：①将A组的玉米种子切除一半胚乳（不得伤及胚）
②B组______________________________________________________
③C组______________________________________________________
第四步：______________________________________________________
第五步：检测并记录A、B、C三组幼苗的生长情况。
II、预测结果并得出相应结论
①______________________________________________________
②______________________________________________________
III、没有胚乳的玉米种子，如果给予胚发育所需全部营养物质和适宜的外界条件。胚同样也能正常发育，运用______________________________方法，就可以得到证明。

Answer 1

（1）突变和基因重组 人工选择 隔离

（2）光照充足和热带地区

（3）AAA AAa Aaa aaa

（4）由于叶片相互重叠，遮挡，叶片吸收光的不再增加而叶片的呼吸作用增强所造成的消耗也随着增多。

（5）种内斗争加剧，平均每株玉米占有的阳光水分，矿质元素等资源少

（6）I实验步骤
第三步：②B组中的玉米种子全部切除胚乳
③C组中种子不切除胚乳，保持完整
第四步：将ABC三组玉米种子播种在相同适宜环境中培养
II实验预测和结论
①如果ABC三组幼苗生长状况相差无几，则玉米种子胚发育的养分不是由胚乳供应。
②如果A组能长出幼苗，但很纤弱；B组没有出土；C组长出幼苗很健壮，则玉米种子胚发育的养分来自胚乳的供应。
III植物组织培养

玉米是人类通过对野生黍类突变，进行长期人工选择，培养形成的，不同野生黍类的物种，它们之间不能进行基因交流。玉米属C₄植物，可利用较低浓度的CO₂进行光合作用，CO₂饥饿现象没有C₃植物明显，故可推测其原产地温度较高，光照较充分的区域。玉米花粉的传播通过风媒来完成，且雌雄蕊同步成熟，高茎玉米与矮茎玉米间行种植，这样既发生自花粉又能异花授粉。当叶面积指数过大时，由于叶片之间的相互重叠遮挡，有效光合作用面积没有增加，而呼吸作用因叶细胞增多而增强；消耗的有机物多而减产，在实验步骤过程中，应遵循单一变量的原则，保证实验条件尽可能相同，排除其他外界因素对实验结果的影响和干扰。