Question

14．研究抗旱性狀的農作物有重要的經濟價值，育種人員發現一株具有較強抗旱性狀的二倍體雜草，其體細胞內有一個抗旱基因M，其等位基因為m（不抗旱）．M、m基因轉錄鏈上部分核苷酸序列如圖，請回答下列問題：

（1）若原野生雜草是不具抗旱性狀的mm植株，則此抗旱性狀雜草的出現是由于基因m中T→A（填寫轉錄鏈的堿基變化）所導致的．若該細胞是一個胚囊母細胞（將要通過減數分裂形成卵細胞的原始生殖細胞，相當于卵原細胞），則其分裂產生的卵細胞基因型是M的幾率是$\frac{1}{2}$．正常情況下，基因M在細胞中最多有2個．
（2）育種人員利用基因工程技術從該抗旱雜草中克隆得到抗旱基因，并轉入水稻細胞，獲得轉基因水稻植株．選取甲和乙兩個抗旱的轉基因水稻植株分別自交，結果見如表：

親本	子一代
	抗旱性狀（株）	不抗旱性狀（株）
甲	291	98
乙	389	26

如果轉入水稻的抗旱基因都能正常表達，乙的子一代中不抗旱植株的比例顯著比甲的低，根據表中數據分析其可能的原因是甲細胞中有一個抗性基因（或抗旱基因位于一條染色體上），乙細胞中有兩個抗性基因，且兩個抗性基因位于非同源染色體上．
（3）已知上述甲、乙抗旱水稻同時具有多顆粒性狀（其中多顆粒性狀是顯性，并且該對基因為雜合，兩對性狀各由一對等位基因控制）．為獲得能穩定遺傳的、具有抗旱性和多顆粒性狀的優良水稻品種，育種人員按以下兩種方法進行育種：
①以甲為材料設計育種方案：自交→F₁人工選擇（汰劣留良）→F₁自交→F₂人工選擇→自交…→性狀穩定的優良品種．F₁中自交性狀不分離植株所占的比例為$\frac{1}{4}$．該過程中的“汰劣留良”環節從F₁代開始，這是因為出現了性狀分離，具體操作是將F₁種子種植在干旱環境中，并從具有多顆粒性狀的植株上收獲種子．
②以乙為材料設計育種方案，并在最短時間內培育并獲得含有抗旱基因的純合植株．該方案采用的育種方法應該是單倍體育種．

Answer 1

分析 四種育種方法：

	雜交育種	誘變育種	單倍體育種	多倍體育種
方法	（1）雜交→自交→選優	輻射誘變、激光誘變、化學藥劑處理	花藥離體培養、秋水仙素誘導加倍	秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
原理	基因重組	基因突變	染色體變異（染色體組先成倍減少，再加倍，得到純種）	染色體變異（染色體組成倍增加）

解答 解：（1）從題中所給的M和m基因的堿基序列可知，此抗旱性狀雜草的出現是由于基因m中 T→A所導致的．該生物的基因型為Mm，其產生基因型為M的卵細胞的概率為 $\frac{1}{2}$．正常情況下，基因M在有絲分裂間期DNA復制后細胞中有 2個．
（2）據圖分析，甲自交后代抗旱性狀：不抗旱性狀=3：1，乙自交后代抗旱性狀：不抗旱性狀=15：1，其可能的原因是甲細胞中有一個抗性基因，乙細胞中有兩個抗性基因，且兩個抗性基因位于非同源染色體上．
（3）已知上述甲、乙抗旱水稻同時具有多顆粒性狀（其中多顆粒性狀是顯性，并且該對基因為雜合，兩對性狀各由一對等位基因控制）．為獲得能穩定遺傳的、具有抗旱性和多顆粒性狀的優良水稻品種，育種人員按以下兩種方法進行育種：
①根據題意可知，本題涉及兩對等位基因，并且能夠獨立遺傳，因此具有兩對相對性狀的個體雜交，產生的子一代，F₁中自交性狀不分離植株（純合子）所占的比例=$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{1}{4}$．該過程中的“汰劣留良”環節從F₁代開始，這是因為出現了性狀分離，具體操作是將F₁種子種植在干旱環境中，并從具有多顆粒性狀的植株上收獲種子．
②以乙為材料設計育種方案，并在最短時間內培育并獲得含有抗旱基因的純合植株．該方案采用的育種方法應該是單倍體育種．
故答案為：
（1）T→A      $\frac{1}{2}$       2
（2）有一個抗性基因（或抗旱基因位于一條染色體上）      有兩個抗性基因，且兩個抗性基因位于非同源染色體上
（3）①$\frac{1}{4}$    性狀分離       干旱     具有多顆粒性狀
②單倍體育種

點評 本題考查了基因突變、遺傳定律、生物變異及其應用，要求考生基因突變的概念及類型，掌握基因分離定律和自由組合定律的實質；掌握生物變異的類型及其在育種中的應用，能結合所學的知識準確答題．