Question

抗旱性農作物因能在缺水環境下正常生長，所以其有重要的經濟價值．多數抗旱性農作物能通過細胞代謝，產生一種代謝產物，調節根部細胞液內的滲透壓，此代謝產物在葉肉細胞中卻很難找到．

（1）解釋為什么在抗旱性農作物的葉肉細胞中很難找到與抗旱有關的代謝產物的根本原因

 

．
（2）現有一抗旱植物，其體細胞內有一個抗旱基因R，其等位基因為r（不抗旱）．己知旱敏型rr植物的分生區某細胞在有絲分裂過程中發生了基因突變．其產生的兩個子細胞基因型分別為Rr和rr，請在圖一右面方框內畫出該分生區細胞突變后的有絲分裂中期圖．
（3）為培育能穩定遺傳的具抗旱性和多顆粒產量的農作物，科研人員按圖二流程圖進行雜交育種．（注：已知抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制．）
①雜交育種利用的遺傳學原理是

 

②在流程圖中的“篩選和交配”環節中．你會用什么方法篩選具抗旱性的植物，選出后讓抗旱性多顆粒植物自交，后代出現所需理想作物的概率是多少？

 

③最早在

 

代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應在

 

代選取花粉粒．花粉細胞能發育成單倍體植株，表現出全能性，原因是

 

．

Answer 1

考點：雜交育種,細胞的分化,單倍體誘導與利用

專題：

分析：結合題意分析：細胞分化的原因就是不同細胞的遺傳信息的表達情況不同，但是它們的遺傳物質是相同的．
基因突變發生在細胞分裂間期DNA復制時，當DNA分子的兩條鏈時，如果兩條鏈上的堿基均改變，則復制形成的2個DNA分子均發生突變，即由一個R變成兩個r基因；如果只有一條鏈上的堿基改變，則由一個R基因突變為Rr兩個基因．
在解答第三小題時，用基因型的方式寫出育種流程，再用基因自由組合定律進行解解題．

解答： 解：（1）根據題目所給信息“代謝產物能調節根部細胞液內的滲透壓，而在葉肉細胞中卻很難找到”說明與之相關的基因只在根細胞中表達．
（2）根據提供的子細胞的基因組成（Rr和rr）可推知，rr復制后變成了Rrrr，即只涉及一個基因發生的突變．
（3）①雜交育種的遺傳學原理是基因突變．
②在流程圖中的“篩選和交配”環節中，由于抗旱植株具有抗旱能力，而旱敏植株不能正常生存，因此可在干旱的環境中種植以篩選抗旱性植物．根據題意可知，F₂中抗旱性多顆粒植物有四種基因型（可用

1

9

RRBB、

2

9

RRBb、

2

9

RrBB、

4

9

RrBb表示），該類型自交，后代出現所需理想作物（RRBB）的概率=

1

9

+

2

9

×

1

4

+

2

9

×

1

4

+

4

9

×

1

16

=

1

4

．
③F₂中就出現了所要的品種，但不能篩選出來；需要再自交一代，從F₃中選出我們需要的品種．
④F₁的細胞中就具有兩種優良基因，經過減數分裂，兩個優良基因會重組在一個配子中，培養該配子，并在幼苗期用秋水仙素處理，就能得到我們需要的品種．配子細胞內有一個染色體組，即控制該生物生長發育、遺傳變異的全部遺傳信息．
故答案為：
（1）基因選擇性表達
（2）見右圖

（3）①基因的自由組合規律（基因重組）
②在干旱的環境中種植以篩選抗旱性植物   

1

4

③F₃           
④F₁    細胞內有全套遺傳物質

點評：本題具有一定的難度，考查了細胞分化、基因突變、有絲分裂、基因的自由組合定律的應用、雜交育種、單倍體育種等方面的知識，具有一定的綜合性，要求考生具有一定的審題能力、識記能力、理解能力，并能熟練運用基因自由組合定律解題，對考生能力要求較高．