喵喵 | 2021北京卷遺傳大題

20. 玉米是我國重要農(nóng)作物，研究種子發(fā)育的機(jī)理對培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米新品種具有重要作用。

（1）玉米果穗上的每一個籽粒都是受精后發(fā)育而來。我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了甲品系玉米，其自交后的果穗上出現(xiàn)嚴(yán)重干癟且無發(fā)芽能力的籽粒，這種異常籽粒約占1/4。籽粒正常和干癟這一對相對性狀的遺傳遵循孟德爾的分離定律。上述果穗上的正常籽粒均發(fā)育為植株，自交后，有些植株果穗上有約1/4干癟籽粒，這些植株所占比例約為2/3。

• aa是那1/4，他是異常

（2）為闡明籽粒干癟性狀的遺傳基礎(chǔ)，研究者克隆出候選基因A/a。將A基因?qū)氲郊灼废抵?，獲得了轉(zhuǎn)入單個A基因的轉(zhuǎn)基因玉米。假定轉(zhuǎn)入的A基因已插入a基因所在染色體的非同源染色體上，請從下表中選擇一種實驗方案及對應(yīng)的預(yù)期結(jié)果以證實“A基因突變是導(dǎo)致籽粒干癟的原因”II③或III④。

• 可以將非同源染色體上的基因換元成B/b

• 轉(zhuǎn)基因玉米：AaBb
• 野生型玉米：AAbb
• 自然狀態(tài)下玉米是純種
• 甲品系：Aabb
• I雜交后，一直有A，應(yīng)該是1:0
• II雜交后，比例為7:1，
• III自交后，比例為15:1
• IV雜交后，一直有A，應(yīng)該是1:0

（3）現(xiàn)已確認(rèn)A基因突變是導(dǎo)致籽粒干癟的原因，序列分析發(fā)現(xiàn)a基因是A基因中插入了一段DNA（見圖1），使A基因功能喪失。甲品系果穗上的正常籽粒發(fā)芽后，取其植株葉片，用圖1中的引物1、2進(jìn)行PCR擴(kuò)增，若出現(xiàn)目標(biāo)擴(kuò)增條帶則可知相應(yīng)植株的基因型為Aa

甲品系果穗上的正常籽粒：AA、Aa

（4）為確定A基因在玉米染色體上的位置，借助位置已知的M/m基因進(jìn)行分析。用基因型為mm且籽粒正常的純合子P（mmAA）與基因型為MM的甲品系雜交得F?（MMAa），F(xiàn)?自交得F?（MmAa）。用M、m基因的特異性引物，對F?植株果穗上干癟籽粒（F?）胚組織的DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增結(jié)果有1、2、3三種類型，如圖2所示。

MMaa、Mmaa、mmaa

統(tǒng)計干癟籽粒（F?）的數(shù)量，發(fā)現(xiàn)類型1最多、類型2較少、類型3極少。請解釋類型3數(shù)量極少的原因基因A/a和M/m在一對同源染色體上，M與A位于同一條染色體，m與a位于同一條染色體，在減數(shù)分裂中四分體發(fā)生了交叉互換，導(dǎo)致新產(chǎn)生了m與a位于同一條染色體但是很少，而類型3的干癟籽粒是由雌雄配子均為am的配子受精而成，因此類型3干癟籽粒數(shù)極少。

• 比例并非1:2:1，不符合自由組合定律，所以基因A/a和M/m在一對同源染色體上
• 連鎖經(jīng)常跟互換一起考