Question

12．某科研小組利用植物染色體雜交技術(shù)，將攜帶R（抗倒伏基因）和A（抗蟲(chóng)基因）的豌豆染色質(zhì)片段直接導(dǎo)入玉米體細(xì)胞，兩種染色質(zhì)片段可隨機(jī)與玉米染色質(zhì)融合形成雜交細(xì)胞，將雜交細(xì)胞篩選分化培育成既抗蟲(chóng)又抗倒伏性狀的可育植株（F₁），然后從F₁自交的后代尋找目標(biāo)．其過(guò)程如圖1，據(jù)圖回答．

（1）雜交細(xì)胞發(fā)生的可遺傳變異類(lèi)型是易位（或染色體結(jié)構(gòu)變異）．雜交細(xì)胞培育成F₁植株的原理是植物細(xì)胞的全能性．雜交植物在F₂代首次出現(xiàn)性狀分離，其中既抗蟲(chóng)又抗倒伏個(gè)體所占比例為$\frac{9}{16}$．
（2）植物染色體雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)種間遺傳物質(zhì)的交換（克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙、克服物種間生殖隔離的障礙）；目的性強(qiáng)（針對(duì)性強(qiáng)）；可同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)目的基因．（要求寫(xiě)兩點(diǎn)）．
（3）另一個(gè)科研小組利用相同技術(shù)進(jìn)行了同樣的育種過(guò)程，卻發(fā)現(xiàn)F₂出現(xiàn)了不同情況，只出現(xiàn)3種表現(xiàn)型：只抗蟲(chóng)不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲(chóng)、既抗蟲(chóng)又抗倒伏；他們推測(cè)這是R基因和A基因整合在雜交細(xì)胞染色體上的位置不同造成的，請(qǐng)用圖2示說(shuō)明，用（•）在染色體上表示相關(guān)基因位置，并標(biāo)上基因符號(hào)．

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述推測(cè)，并用遺傳圖解說(shuō)明．（遺傳圖解的基因型：染色體上有抗倒伏基因用R⁺表示，沒(méi)有用R^-表示，染色體上有抗蟲(chóng)基因用A⁺表示，沒(méi)有用A^-表示）
實(shí)驗(yàn)方案：用F₁植株與野生型玉米雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型與比例
遺傳圖解：．

Answer 1

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

解答 解：根據(jù)題干信息“兩種染色質(zhì)片段可隨機(jī)與玉米染色質(zhì)融合形成雜交細(xì)胞”可知，雜交細(xì)胞發(fā)生的是染色體結(jié)構(gòu)變異（易位）．雜交細(xì)胞培育成F₁植株的原理是植物細(xì)胞的全能性，F(xiàn)₁相當(dāng)于雙雜合子，則該雜交植物在F₂代首次出現(xiàn)性狀分離，其中既抗蟲(chóng)又抗倒伏個(gè)體（A_B_）所占比例為$\frac{3}{4}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{9}{16}$．
（2）植物染色體雜交育種的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙；縮短育種時(shí)間；可同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)目的基因；目的性強(qiáng)等．
（3）若R（抗倒伏基因）和A（抗蟲(chóng)基因）導(dǎo)入到不同對(duì)同源染色體上（如圖一的雜交細(xì)胞），則F₂代會(huì)有4種表現(xiàn)型：只抗蟲(chóng)不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲(chóng)、既抗蟲(chóng)又抗倒伏、既不抗蟲(chóng)又不抗倒伏的，可是科研小組利用相同技術(shù)進(jìn)行了同樣的育種過(guò)程，卻發(fā)現(xiàn)F₂出現(xiàn)了不同情況，只出現(xiàn)3種表現(xiàn)型：只抗蟲(chóng)不抗倒伏、只抗倒伏不抗蟲(chóng)、既抗蟲(chóng)又抗倒伏，那說(shuō)明R（抗倒伏基因）和A（抗蟲(chóng)基因）導(dǎo)入到一對(duì)同源染色體上，圖示如下：

（4）一般驗(yàn)證一個(gè)體的基因型用該個(gè)體和隱性表現(xiàn)型的雜交，即測(cè)交，故實(shí)驗(yàn)方案：用F₁植株與野生型玉米雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型與比例，遺傳圖解如下：

故答案為：
（1）易位（染色體結(jié)構(gòu)變異）   植物細(xì)胞的全能性   F₂ $\frac{9}{16}$
（2）實(shí)現(xiàn)種間遺傳物質(zhì)的交換（克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙、克服物種間生殖隔離的障礙）；
目的性強(qiáng)（針對(duì)性強(qiáng)）；可同時(shí)導(dǎo)入多個(gè)目的基因 
（3）

實(shí)驗(yàn)方案：用F₁植株與野生型玉米雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型與比例
遺傳圖解：

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用、基因工程、育種等知識(shí)，要求考生識(shí)記染色體變異的類(lèi)型；識(shí)記基因工程的原理及操作步驟；識(shí)記植物組織培養(yǎng)的原理及過(guò)程；掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能運(yùn)用逐對(duì)分析法進(jìn)行相關(guān)概率的計(jì)算．