Question

18．某科研小組將攜帶R（抗倒伏基因）和A（抗蟲基因）的豌豆染色體片段直接導入玉米體細胞，兩種染色體片段可隨機與玉米染色體融合形成雜交細胞，將雜交細胞篩選培育出既抗蟲又抗倒伏的可育植株（F₁），過程如圖1．據圖回答．

（1）雜交細胞在第一次有絲分裂中期時含有個A基因（不考慮變異），該雜交細胞發生的可遺傳變異類型是染色體變異（易位、染色體結構變異）．
（2）若雜交植物同源染色體正常分離，則雜交植物在代植株首次出現性狀分離，其中既抗蟲又抗倒伏個體所占比例為$\frac{9}{16}$．
（3）若在一次實驗中，上述豌豆的兩個染色體片段插入了同一對同源染色體的兩條染色體上，如圖2所示，結果造成這對同源染色體因為差異太大而不能正常聯會，該圖所示的雜交細胞培育得到的個體能產生種配子，基因型分別是AB、RB、ARB、B．
（4）該科研小組在一次重復孟德爾的雜交試驗時，偶然發現了一個罕見現象：選取的高莖（DD）豌豆植株與矮莖（dd）豌豆植株雜交，得到的F₁全為高莖；其中有一棵F₁植株自交得到的F₂出現了高莖：矮莖=35：1的性狀分離比．對此分離現象的可能解釋如下：
由于受到某種因素的干擾，導致基因型是Dd的F₁植株幼苗發育成為基因型是的四倍體植株，該四倍體植株產生的配子的基因型及比例為DD：Dd：dd=1：4：1．該四倍體植株自交時，由于受精時雌雄配子的結合是隨機的，所以產生的F₂出現了5種基因型，F₂高莖中雜合體比例為$\frac{34}{35}$．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示利用植物染色體雜交技術，將攜帶R（抗倒伏基因）和A（抗蟲基因）的豌豆染色質片段直接導入玉米體細胞，兩種染色質片段可隨機與玉米染色質融合形成雜交細胞，將雜交細胞篩選分化培育成既抗蟲又抗倒伏性狀的可育植株（F₁）．

解答 解：（1）根據題干信息“兩種染色質片段可隨機與玉米染色質融合形成雜交細胞”可知，雜交細胞發生的是染色體結構變異（易位）．
（2）F₁相當于雙雜合子，則該雜交植物在F₂代首次出現性狀分離，其中既抗蟲又抗倒伏個體（A_B_）所占比例為$\frac{3}{4}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{9}{16}$．
（3）圖2所示細胞中，左邊這對同源染色體因為差異太大而不能正常聯會，導致其產生以下4種基因型AB、RB、ARB、B的配子．
（4）高莖（DD）豌豆植株與矮莖（dd）豌豆植株雜交，得到的F₁全為高莖Dd，由于受到某種因素的干擾，導致基因型是Dd的F₁植株幼苗發育成為基因型是的四倍體植株DDdd，該四倍體植株產生的配子的基因型及比例為DD：Dd：dd=1：4：1，該四倍體植株自交時，由于受精時雌雄配子的結合是隨機的，所以產生的F₂出現了DDDD、DDDd、DDdd、Dddd、dddd5種基因型，其中dddd的概率為，所以$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$，所以高莖占$\frac{35}{36}$，高莖純合子DDDD也占$\frac{1}{36}$，所以F₂高莖中雜合體比例為$\frac{34}{35}$．
故答案為：
（1）2      染色體變異（易位、染色體結構變異）
（2）F₂    $\frac{9}{16}$
（3）4種  AB、RB、ARB、B
（4）DDdd     DD：Dd：dd=1：4：1      5    $\frac{34}{35}$

點評 本題結合圖解，考查基因自由組合定律的實質及應用、基因工程、育種等知識，要求考生識記染色體變異的類型；識記基因工程的原理及操作步驟；識記植物組織培養的原理及過程；掌握基因自由組合定律的實質，能運用逐對分析法進行相關概率的計算．