15.玉米基因图谱已经绘出,这一成果将有助于科学家们改良玉米和其他谷类粮食作物(水稻、小麦和大麦)的品种。研究者说,现在科学家可以对玉米基因组进行准确而有效的研究,帮助找到改良品种、增加产量和抵抗干旱与疾病的新方法。
(1)作物基因图谱主要研究基因的定位,以及基因中________的排列顺序等。在基因表达过程中,一种氨基酸可以对应几个密码子,这一现象叫密码子的简并性。你认为密码子的简并性对生物的遗传有什么意义?___________________________。
(2)用玉米作原料进行酵母菌发酵生产乙醇,可帮助解决日益紧张的能源问题,酵母菌发酵产生乙醇的条件是________________________。
(3)现有3个纯种品系的玉米,其基因型分别是甲aaBBCC、乙AAbbCC和丙AABBcc。基因a、b、c所决定的性状可提高玉米的市场价值,请回答下列问题。
(假定三个基因是独立遗传的,玉米可以自交和杂交)
①获得aabbcc个体的杂交方案有多种,请补全下面的杂交育种方案。
第一年,______________________________;
第二年,种植F1和纯系乙(丙、甲),让F1与纯系乙(丙、甲)杂交,获得F2种子;
第三年,____________________________;
第四年,种植F3,植株长成后,选择由基因型aabbcc决定的表现型个体,使其自交,保留种子。
②此杂交育种方案中,由基因型aabbcc决定的表现型个体出现的概率是____________。
(4)玉米中aa基因型植株不能长出雌花而成为雄株,而基因B控制的性状是人类所需要的某种优良性状。现有基因型为aaBb的植株,要在短时间内获得大量具有这种优良性状的纯合雄性植株,请你写出简要的实验方案:
①____________________________。
②用秋水仙素处理单倍体使其加倍成纯合的二倍体,选取aaBB性状的植株。
③______________________。
解析 甲、丙杂交后获得F1种子,F1与纯系乙杂交,获得F2种子,其中AABbCC、AABbCc、AaBbCC、AaBbCc各占,让其自交得F3,只有AaBbCc的自交后代中会出现aabbcc,且概率为×=。利用杂合子培育具备优良性状的纯合子时,用单倍体育种方法可缩短育种年限。
答案 (1)脱氧核苷酸(碱基) 基因中碱基(对)的改变会导致遗传密码改变,但是由于密码子的简并性,翻译成的氨基酸不一定改变,从而保证了遗传性状的稳定性 (2)无氧 (3)①甲与丙(或甲与乙或乙与丙)杂交,获得F1种子 种植F2,让F2自交,获得F3种子 ②
(4)①取该植株的花药离体培养成单倍体植株幼苗 ③将②中选取的植株利用植物组织培养技术进行扩大培养