Question

14．抗旱農(nóng)作物因能在缺水環(huán)境下正常生長而具有重要的經(jīng)濟價值．多數(shù)抗旱農(nóng)作物能通過細胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細胞液的滲透壓，但在葉肉細胞中卻很難找到此代謝產(chǎn)物．
（1）在抗旱農(nóng)作物的葉肉細胞中很難找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物的根本原因是基因進行選擇性表達．
（2）rr突變前細胞突變后細胞

現(xiàn)有一植物，其體細胞內(nèi)有一個抗旱基因R，其等位基因為r（不抗旱）．已知旱敏型植物（基因型為rr）分生區(qū)的某細胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變，其產(chǎn)生的兩個子細胞的基因型分別為Rr和rr，請在右側(cè)方框內(nèi)畫出該分生區(qū)細胞突變后有絲分裂中期的圖象．

（3）為培育能穩(wěn)定遺傳的具有抗旱和多顆粒產(chǎn)量的農(nóng)作物，科研人員按以下的流程圖進行育種．

①雜交育種利用的遺傳學原理是基因重組．
②在流程圖中的“篩選和交配”環(huán)節(jié)中，你會用什么方法篩選具有抗旱性的植物？在干旱的環(huán)境中種植以篩選具有抗旱性的植物．
③最早在F3（代）選取出符合要求的品種．
④若采用單倍體育種，則應在F1（代）選取花粉粒．經(jīng)過離體培養(yǎng)，花粉細胞能發(fā)育成單倍體植株，表現(xiàn)出全能性，原因是花粉細胞內(nèi)含有全套的遺傳物質(zhì)．

Answer 1

分析 結(jié)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(zhì)是相同的．
基因突變發(fā)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(fā)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?yōu)镽r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）抗旱性農(nóng)作物的葉肉細胞是分化了的細胞，由于基因選擇性表達，所以在葉肉細胞中找不到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物．
（2）根據(jù)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(fā)生的突變．細胞突變后的有絲分裂中期圖為：

（3）①雜交育種利用的遺傳學原理是基因重組．
②最簡單的篩選具抗旱性的植物的方法是將獲得的植株在干旱的環(huán)境中種植，能正常生長的植株是抗旱性植物．
③F₂中就出現(xiàn)了所要的品種，但是由于具有該性狀的基因型有兩種（如$\frac{1}{16}$AAbb、$\frac{2}{16}$Aabb），因此不能篩選出來；需要再自交一代，從F₃中選出我們需要的品種．
④如果用單倍體方式育種，則可取F₁植株的粉粒，進行花藥離體培養(yǎng)．由于配子中有全套遺傳物質(zhì)，所以可發(fā)育成單倍體植株．
故答案為：
（1）基因進行選擇性表達   
（2）見圖

（3）①基因重組
②在干旱的環(huán)境中種植以篩選具有抗旱性的植物
③F3   
④F1     花粉細胞內(nèi)含有全套的遺傳物質(zhì)

點評 本題以基因突變、基因工程和雜交育種圖為載體，考查育種的方法，意在考查考生的識圖能力和識記能力；重點考查變異在育種上的應用，要求學生熟練掌握可遺傳變異的類型，及基因工程和雜交育種的原理、方法、優(yōu)缺點和典例．