某农场种植的H品种玉米自交后代中,发现了叶片颜色为黄绿色的变异植株.此变异植株因光合作用不足,在开花前死亡.请分析回答:
(1)有研究者提出:玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少.取等质量的黄绿色叶片和正常的绿色叶片,分别加入 作为提取液,研磨、过滤得到滤液;再用纸层析法分离滤液中的色素.若黄绿色叶片色素分离的实验结果如图中的 (甲,乙)所示,则说明上述假设成立.
(2)研究者对上述变异有两种假设:
假设1:与叶绿素合成相关的酶的基因(M基因)发生了基因突变;
假设2:叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致.
研究者让H品种玉米进行单株自交,其中某株玉米所结种子再种植,子一代中叶片黄绿色有123株,叶片绿色有363株.
①上述性状分离结果可用假设 。(填1、2或1和2)解释.
②若假设1成立,则叶片黄绿色变异为 (显性,隐性)突变.检测该变异是否由单基因突变引起不能用测交实验,理由是 .
③假设2所述的变异属于 变异.
若在上述H品种玉米植株的幼嫩花药中观察到图丙染色体图象,此时细胞处于 期.则证明假设2可能成立.
(3)若绿色玉米种植在缺乏镁元素的土壤中,也会出现黄绿色玉米植株,此现象 (属于/不属于)变异.
解:(1)色素可溶解在有机溶剂中,故可用无水乙醇或者丙酮进行提取.玉米叶片为黄绿色的原因是叶绿素含量减少,甲图各色素含量正常,乙图叶绿素含量减少,故乙图所示符合题意.
(2)①由题意知,子一代中叶片绿色:黄绿色=3:1,推测假说1符合题意;染色体片段丢失属于染色体结构变异,若为染色体片段丢失,则也会出现子一代中叶片绿色:黄绿色=3:1的比例.
②若发生基因突变,根据题意,子一代中叶片绿色:黄绿色=3:1,黄绿色的突变植株应为隐性突变,由题意知,此变异植株因光合作用不足,在开花前死亡.故不能得到隐性纯合的成熟个体,所以不能进行测交实验.
③假设2的内容为叶片黄绿色是由于“含M基因”的染色体片段丢失所致,若在上述H品种玉米植株的幼嫩花药中观察到如图2染色体图象,此时细胞处于减数第一次分裂的前(或四分体)期.则证明假设2可能成立.
(3)镁是叶绿素的组成成分,土壤中缺乏镁元素,造成叶绿素含量减少,也会出现黄绿色玉米植株,属于因环境引起的变异,是不可遗传的变异.
故答案为:
(1)无水乙醇(丙酮) 乙
(2)①1和2
②隐性 黄绿色植株开花前死亡(无隐性纯合的成熟个体)
③染色体结构 减数第一次分裂的前(或四分体)
(3)属于
可遗传变异 | 不可遗传变异 | |
遗传物质是否变化 | 发生改变 | 不发生改变 |
遗传情况 | 变异能遗传,其性状能在后代中重新出现 | 变异不能遗传,其性状仅限于当代 |
应用价值 | 是育种的原始材料,能从中选育出人们所需要的新类型;生物进化的主要原因 | 无育种价值,但在生产上可应用优良环境以影响性状的表现来获取高产 |
无子番茄和无子西瓜的成因比较:
原理 | 化学试剂 | 无子原因 | 能否遗传 | |
无子西瓜 | 染色体变异 | 秋水仙素 | 联会紊乱不能产生配子 | 能,后代仍无子 |
无子番茄 | 生长素促进果实发育 | 生长素 | 未受精 | 不能,后代有子 |
知识拓展:
1、生物进化的实质是种群基因频率改变。任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属于进化范围。 2、新物种形成,则必须当基因频率的改变在突破种的界限、形成生殖隔离后,方可成立。因此生殖隔离是新物种形成的标志。
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