胚乳的性状遗传该如何分析

胚乳的性状遗传该如何分析

标签： 杂谈

【例1】：玉米的籽粒有甜和非甜两个品种，种皮有黄色和白色之分，植株有高茎和矮茎两种。现将纯合的黄种皮甜玉米植株的花粉给纯合的白种皮非甜玉米植株受粉，结出的种子全是白种皮非甜玉米，将这些种下后自交，结出黄种皮种子，请回答相关问题： 
 （1）种皮的颜色中，显性性状是（       ） 。将玉米显性纯合子与隐性类型杂交，再将F1连续自交，种皮颜色的性状分离出现在（       ）  。F2代所结的种子中，表现为白种皮甜玉米的占这些种子总数的（   3/32     ）。 
（2）将上述3对基因均杂合的植株作父本进行测交，所结种子的表现型为（       ）  ；将这些种子全部种下去，高茎植株占总数的   （       ）。 
（3）种皮的颜色是由细胞中的色素决定的，已知该色素不是蛋白质，那么基因控制种皮的颜色是通过控制  （     ）  来实现的。 
分析：关于玉米的甜和非甜是胚乳的性状，而在计算的时候如何求其概率是个让人很头疼的问题。第（2）问的第二空开始我是这样处理的； 
采用分合思想．思路是： 种皮、果皮的性状遗传虽然遵循细胞核遗传，但表现出的遗传特点要推迟一代表现。根据题意画出遗传图解： P ♂纯合的黄种皮甜玉米×♀纯合的白种皮非甜玉米  
                    ↓  
            P植株上种子 （ 白种皮非甜玉米）  
                     ↓  
            F1植株上种子   （黄种皮）  
结出的黄色种皮位于F1植株上，是由P代杂交的受精卵发育而来的，所以F1植株上所结的种皮性状为显性性状。F1连续自交，种皮颜色的性状分离出现在F2代上。白种皮甜玉米占这些种子总数涉及到两对相对性状的遗传，采用分合思想解决起来容易。由于F2代植株上所结的种子的种皮属于F2代，而胚中的基因决定甜与非甜的性状则属于F3代。  
首先分析种皮性状：  
由于黄种皮对白种皮为显性（用A，a表示），F2代植株上所结种子的种皮基因型为：AA，Aa，aa。黄种皮：白种皮=3：1。再分析非甜与甜性状：  
 由于非甜为显性（用B，b表示），F2代植株上所结种子是甜还是非甜的性状属于F3代，相当于Bb的杂合体自交2次。结果是：F1（Bb）→F2（BB、2Bb、bb）→F3（BB；Bb：bb=3：2：2）。即甜：非甜=3：5。  
 最后采取合的办法：白种皮甜玉米的比例=1/4白种皮×甜玉米3/8=3/32。  
结果和答案是一致的。但参考必修1生物P14知识迁移：甜和非甜是胚乳的性状。既然是胚乳的性状，那么由于胚乳的基因型是2个极核和1个精子结合成的。显然上面采用的Bb是不符合要求的。如果从胚乳的基因型角度来分析，结果与答案是不一致的，同时分析起来太麻烦。 
另外，有一道高考试题关于胚乳性状的遗传所涉及的基因的书写也不是用胚乳的基因型来分析，却是用胚的基因型来分析的。附该试题： 
例（06全国Ⅱ） 玉米子粒的胚乳黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性。两对性状自由组合。今有两种基因型纯合的玉米子粒，其表现型为：黄色非糯、白色糯。  
⑴请用以上两种玉米子粒作为亲本，通过杂交试验获得4种子粒，表现型分别为黄色非糯、黄色糯、白色非糯、白色糯，比例接近1:1:1:1（用遗传图解回答）。若亲本不变，要获得上述4种子粒，但比例接近9:3:3:1，则这个杂交试验与前一个杂交试验的主要区别是什么？（用文字回答）  
 ⑵如果上述白色糯玉米不抗某种除草剂，纯合黄色非糯玉米抗该除草剂，其抗性基因位于叶绿体DNA上，那么，如何用这两种玉米亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米？  
 ⑶现有多株白色糯玉米，对其花粉进行射线处理后，在进行自交。另一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。结果，前者出现黄色糯子粒，后者全部结白色糯子粒。由此可推测，黄色子粒的出现是基因发生_______________的结果，其实质是射线诱发_______________的分子结构发生了改变。  
⑷在适宜时期，取基因型杂合黄色非糯植株（体细胞染色体为20条）的花粉进行离体培养，对获得的幼苗用_____________________进行处理，得到一批可育的植株，其染色体数为____________，这些植株均自交，所得子粒性状在同一植株上表现____________（一致、不一致），在植株群体中表现_______________（一致、不一致）。  
 ⑸采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，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_____________________的质粒组装成为重组DNA分子时，需要用________________________和连接酶。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________________________。将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用______________________________技术才能获得具有目的基因的玉米植株。  
答案；  
（1）AABB  ×  aabb             F1    AaBb  ×  aabb  
                                    
         F1  AaBb        AaBb：Aabb：aaBb：aabb                                                       1 ：   1    ：   1   ：  1  
前一个实验是F1进行测交，后一个实验让F1进行自交（2分）。  
（2）选择黄色非糯玉米为母本，白色糯玉米为父本进行杂交，获得F1（2分）。在以为F1母本，白色糯玉米为父本进行杂交（2分），获得的杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米（2分）。  
或答：  
AABB♀  × ♂ aabb             F1    AaBb♀  ×  ♂aabb  
                                    
   F1  AaBb  （2分）          AaBb：Aabb：aaBb：aabb   
第二次杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米  
（3）突变；DNA；  
（4）秋水仙素（1分）；20（1分）；一致（1分）；不一致（1分）；  
（5）运载体；限制性内切酶；标记基因；植物组织培养。  
   胚乳的黄色对白色与玉米的籽粒甜对非甜都属于胚乳的性状，而胚乳的基因型应为3倍体。但不论是高考试题还是一般的训练题，在处理胚乳性状的遗传时采用的分析是没有体现出来。 
 08年高考理综（四川）31． 
已知某植物的胚乳非糯（H）对糯（h）为显性，植株抗病（R）对感病（r）为显性。某同学以纯合的非糯感病品种为母本，纯合的糯性抗病品种为父本进行杂交实验，在母本植株上获得的F1种子都表现为非糯。在无相应病原体的生长环境中，播种所有的F1种子，长出许多F1植株，然后严格自交得到F2种子，以株为单位保存F2种子，发现绝大多数F1植株所结的F2种子都出现糯与非糯的分离，而只有一株F1植株（A）所结的F2种子全部表现为非糯，可见，这株F1植株（A）控制非糯的基因是纯合的。请回答： 
（1）从理论上说，在考虑两对相对性状的情况下，上述绝大多数F1正常自交得到的F2植株的基因型有   9   种，表现型有  4     种。 
（2）据分析，导致A植株非糯基因纯合的原因有两个：一是母本自交，二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因，可以分析F2植株的抗病性状，因此需要对F2植株进行处理，这种处理是        接种相应的病原体       。如果是由于母本自交，F2植株的表现型为    非糯感病        ，其基因型是    HHrr        ；如果是由于父本控制糯的一对等位基因中有一个基因发生突变，F2植株的表现型为      抗病和不抗病（或非糯和糯）    ，其基因型是  HHRR  HHRr HHrr        ； 
（3）如果该同学以纯合的糯抗病品种为母本，纯合的非糯感病品种为父本，进行同样的实验，出现同样的结果，即F1中有一株植株所结的F2种子全部表现为非糯，则这株植株非糯基因纯合的原因是       基因突变          ，其最可能的基因型为       HHRr          。 

【例１重新分析如下：

如从胚乳的基因型角度分析，结果是：

♀   BB×♂bb

        ↓

P植株上（胚：Bb；胚乳：略）

       ↓

F1植株上（胚：BB；Bb：bb=1：2：1；胚乳：略）

                   ↓

F2植株上（胚：略；胚乳：分析见下）

F2植株上所结的胚乳基因型与F1植株上的胚（BB；Bb：bb=1：2：1）有关。

1/4BB自交→胚乳的基因型为：1/4BBB

1/2 Bb自交→胚乳的基因型为：１／8BBB，１／8Bbb，１／8BBb，１／8bbb

1/4 bb自交→胚乳的基因型为：1/4 bbb

即甜：非甜=3：5。

思考：虽然从胚乳和胚的角度分析所得到的答案是一致的。但我以为应该从胚乳角度分析符合科学性。但从胚乳角度分析对很多学生来说是陌生的且有很大的难度。

本题在编制的过程中可能没有考虑到胚乳的性状遗传或者将胚乳的性状遗传等同于胚的性状遗传。从提供的答案来看就是想让大家从胚基因型角度进行分析，其实是有问题的。

如果添加一个条件：假定玉米籽粒的甜与非甜性状由胚的基因型所决定，问题就会简单了许多，也不会出现歧义！但如果没有这个条件，在处理的时候从科学角度上讲应从胚乳基因型如手分析。