Question

2．玉米是一种雌雄同株的植物，其顶部开雄花，下部开雌花．玉米黄粒和白粒是一对相对性状（由基因Y和y控制），饱满和皱缩是一对相对性状（由基因R和r控制），将纯种黄粒饱满和白粒皱缩玉米间行种植，收获时所得玉米粒如表：

所结玉米粒	黄粒饱满	白粒皱缩
黄粒饱满玉米果穗上	有	无
白粒皱缩玉米果穗上	有	有

请回答下列有关问题：
（1）在玉米种子中黄粒对白粒为显性性，在黄粒饱满玉米果穗上，玉米种子胚的基因型是YYRR或YyRr．
（2）某同学为获得杂种F₁植株，他应选用上述白粒皱缩玉米果穗上结的黄粒饱满玉米种子进行播种．为验证上述两种性状的遗传是否符合基因的自由组合定律（F₁产生四种类型的配子，比例为1：1：1：1），该同学想通过实验证明．
①该同学的实验设计方案如下，请补充完整并预测结果得出结论：
方案一：（利用单倍体育种的原理）
第一步：将获得的杂种F₁植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株的幼苗若干．
第二步：对单倍体幼苗用秋水仙素处理，并继续培养，得到植株．
第三步：确保自交，收获其种子并统计不同表现型的数量比例．
方案二：
第一步：将获得的杂种F₁植株与白粒皱缩玉米进行杂交（或自交）．
第二步：收获种子并统计不同表现型的数量比例．
②结果预测及结论：
方案一：收获玉米种子的表现型为四种，数量比接近1：1：1：1，说明此两种性状的遗传符合基因的自由组合定律．
方案二：收获玉米种子的表现型为四种，数量比接近1：1：1：1（或9：3：3：1），说明此两种性状的遗传符合基因的自由组合定律．

Answer 1

分析 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代；同时位于非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而发生自由组合．

解答 解：（1）由表格数据可知，黄粒饱满与白粒皱缩种子间行种植，黄粒饱满植株上只有黄粒饱满，没有白粒皱缩，白粒皱缩植株上既有黄粒饱满也有白粒皱缩，说明黄粒对白粒是显性性状，饱满对皱缩是显性性状，亲本基因型是YYRR×yyrr，黄粒饱满玉米果穗上，玉米种子可能是自交产生，基因型是YYRR，也可能是杂交产生，基因型为YyRr．
（2）白粒皱缩植株的基因型是yyrr，白粒植株上的黄粒饱满种子是杂交产生的，基因型为YyRr，是杂合子；如果两对等位基因分别位于两对同源染色体上，则遵循自由组合定律，YyRr产生的配子的类型及比例是YR：Yr：yR：yr=1：1：1：1，用花药离体培养获得的单倍体幼苗，秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体加倍后，基因型是YYRR：YYrr：yyRR：yyrr=1：1：1：1，分别表现为黄粒饱满、黄粒皱缩、白粒饱满、白粒皱缩；也可以用杂种子一代与白粒皱缩进行测交实验，测交后代的表现型及比例是黄粒饱满：黄粒皱缩：白粒饱满：白粒皱缩=1：1：1：1；或者是杂种子一代进行自交，自交后代的表现型及比例是黄粒饱满：黄粒皱缩：白粒饱满：白粒皱缩=9：3：3：1．
故答案为：
（1）显　YYRR或YyRr　
（2）白粒皱缩　黄粒饱满　
①花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株的幼苗若干　对单倍体幼苗用秋水仙素处理，并继续培养，得到植株　与白粒皱缩玉米进行杂交（或自交）　
②收获玉米种子的表现型为四种，数量比接近1：1：1：1，说明此两种性状的遗传符合基因的自由组合定律　收获玉米种子的表现型为四种，数量比接近1：1：1：1（或9：3：3：1），说明此两种性状的遗传符合基因的自由组合定律

点评 本题重在考查学生理解基因自由组合定律的实质，学会应用演绎推理的方法设计遗传实验、预期结果并获取结论．