玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的…——2021 高考生物第 20 题答案解析

【答案】 （1） ①. 分离 ②. 2/3

（2）III ④/II ③
（3）Aa （4）基因 Aa 与Mm 在一对同源染色体上（且距离近） ，其中a 和 M 在同一条染色体上；在减
数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a 和 m 的重组型配子数
量很少；类型 3 干瘪籽粒是由雌雄配子均为 am 的重组型配子受精而成。因此，类型 3 干瘪籽粒数量极少。
【解析】
【分析】1、基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时，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；位于性染色体上的基因控制的性状的遗
传总是和性别相关联，叫伴性遗传，伴性遗传也遵循分离定律。
2、基因突变： （1）DNA 分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因
突变。 （2）基因突变的特点：普遍性、随机性、不定向性、多害少利性等。
【小问 1 详解】
分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占
1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪=3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相
对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因 A/a 控制，则甲品系基
因型为 Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA 或 2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有
约 1/4 干瘪籽粒，这些植株基因型为 Aa，所占比例约为2/3。
【小问 2 详解】
分析题意可知，假定 A 基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个 A 基因已插入 a 基因所在染色体
的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为 Aa，野生型玉米的基因型为 00AA（0 表示没有相关基因） ，转
基因甲品系玉米的基因型为 A0Aa，且导入的 A 基因与细胞内原有的 A/a 基因之间遗传遵循自由组合定律，
要证实该假设正确，应可选择方案 III 转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒
（9A-A-、3A-aa、300A-） ：干瘪籽粒（100aa）≈15：1；或选择方案II 转基因玉米 A0Aa×甲品系 00Aa 杂交，
子代为③正常籽粒（3A0A-、1A0aa、300A-） ：干瘪籽粒（00aa）≈7：1。
【小问 3 详解】
已知 A 基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现 a 基因是 A 基因中插入了一段 DNA，使 A 基因功
能丧失，甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1 中的引物 1、2 进行 PCR 扩增，若出现目
标扩增条带则可知相应植株中含有 a 基因，即其基因型为Aa。
【小问 4 详解】
用基因型为 mm 且籽粒正常的纯合子 P（基因型为AAmm）与基因型为 MM 的甲品系（基因型为 AaMM）
杂交得 F1，基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1 自交得 F2。用M、m 基因的特异性引物，对F1 植株果穗上

干瘪籽粒 F2 胚组织的DNA 进行 PCR 扩增，扩增结果有1、2、3 三种类型，基因型分别为 aaMM、aaMm、
aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上，则类型3 的数量应该与类型 1 的数量同样多，而实际上类
型 3 数量极少，原因可能是：由于基因Aa 与 Mm 在一对同源染色体上（且距离近） ，其中a 和 M 在同一条
染色体上；在减数分裂过程中四分体/同源染色体的非姐妹染色单体发生了交换，导致产生同时含有a 和 m
的重组型配子数量很少；类型3 干瘪籽粒是由雌雄配子均为am 的重组型配子受精而成。因此，类型3 干瘪
籽粒数量极少。
【点睛】本题结合基因工程考查基因分离定律和基因自由组合定律的应用，以及基因位置的判断的相关知
识，思维含量较大，要求学生能够理解遗传定律的实质，依据题干信息准确分析，得出结论。