Question

2．现代考古证实，玉米起源于5000 多年前墨西哥的一种野生黍类，这种野生黍类经过人们数千年的培育，发展成为今天数百个品种的玉米，使玉米成为世界上重要的粮食和经济作物．请回答下列问题：
（l）野生黍类和玉米属于两个物种，原因是两种生物之间存在生殖隔离．
（2）培育过程中，若在玉米种群中发现了一株“大果穗”的突变植株，其自交的后代既有“大果穗”的植株也有“小果穗”的植株，说明获得的突变植株是杂合子．
（3）育种工作者通过研究发现玉米植株的性别受位于非同源染色体上的两对基因控制，其性别和基因型的对应关系如下表：

类型	正常株（雌雄同株）	雄株	雌株
基因型	A_B_	aaB_	A_bb或aabb

①育种工作者选用aabb作为亲本之一与另一亲本进行杂交，子代中正常株：雄株：雌株=1：1：2，则另一亲本基因型为AaBb．
②现有一基因型为AaBb的正常株，育种工作者为尽快获得正常株、雌株、雄株三种表现型的纯合子．首先采用花药离体培养方法获得单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理幼苗，经培育即可获得所需的纯合子植株．
③玉米的雄株和雌株在育种中有重要的应用价值，在杂交育种时可免除雌雄同株必须人工去雄的麻烦．若用上述单倍体育种获得的雄株和雌株为亲本，使其杂交后代都是正常株，则符合育种要求的亲本的基因型为aaBB、AAbb．
（4）育种工作者通过采用基因工程技术的手段来改良玉米的品质．他们选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因，该目的基因与作为“分子运输车”的大肠杆菌的运载体组装成为重组DNA分子时，需要用限制性内切酶和DNA连接酶．为便于筛选获得了目的基因的受体细胞，所用的载体通常具有标记基因．

Answer 1

分析 1、物种是指分布在一定自然区域内，具有一定的形态结构的生理功能，能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物．新物种形成的标志是生殖隔离的形成．
2、秋水仙素的作用原理是：抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成，使子染色体分离后无法移向两极，进而导致染色体数目加倍．
3、据表格分析可知，玉米的性别受两对等位基因控制，符合基因的自由组合定律，当A和B同时存在（A B ）时为雌雄同株异花，当B存在，A不存在（aaB_）时为雄株，当B不存（A_bb或aabb）时为雌株．

解答 解：（1）野生黍类和玉米体细胞中的染色体数目分别为22、20，可见两者之间存在生殖隔离，不是同一个物种，因此在自然条件下，这两个物种间不能通过有性杂交的方式产生可育后代．
（2）由于大果穗的突变植株，其自交后代出现了小果穗的植株，发生了性状分离，说明获得的突变性状属显性性状，同样说明获得的突变植株是杂合体．
（3）①当A和B同时存在（A B ）时为雌雄同株异花，当B存在，A不存在（aaB_）时为雄株，当B不存（A_bb或aabb）时为雌株．子代中正常株（A B ）：雄株（aaB_）：雌株（A_bb或aabb）=1：1：2，一亲本的基因型为aabb，可推知另一个亲本的基因型为AaBb．
②如果要尽快获得正常株、雄株、雌株三种表现型的纯合子，将基因型为AaBb的正常株，首先采用花药离体培养方法获得单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理幼苗，经培育即可获得所需的纯合子植株．
③由于正常植株的基因型为A_B_，而雄株的基因型为aaB_，雌株的基因型为A_bb或aabb．所以选育出的雌株不能是aabb，且都是纯合体．因此，选育出的雄株和雌株的基因型分别为aaBB和AAbb．
（4）基因工程中常以质粒作为运载体运载目的基因，获得重组DNA分子时，需要用限制性内切酶和连接酶分别作为基因“剪刀”和“针线”．为便于筛选获得了目的基因的受体细胞，所用的质粒通常具有标记基因．
故答案为：
（1）生殖隔离   
（2）杂合子
（3）①AaBb      ②花药离体培养     秋水仙素     ③aaBB、AAbb
（4）运载体    限制性内切酶      标记基因

点评 本题要求掌握和理解自由组合定律的实质、基因突变、基因工程等相关知识点，非同源染色体上的非等位基因才能自由组合．通过分析和实验设计培养了学生利用所学知识解决实际问题的能力．