Question

【題目】水稻是我國主要的糧食作物之一，它是自花傳粉的植物。提高水稻產(chǎn)量的一個重要途徑是利用雜交種（F1）的雜種優(yōu)勢，即F1的性狀優(yōu)于雙親的現(xiàn)象。

（1）雜交種雖然具有雜種優(yōu)勢，卻只能種植一代，其原因是_____，進(jìn)而影響產(chǎn)量。為了獲得雜交種，需要對_____去雄，操作極為繁瑣。

（2）雄性不育水稻突變體S表現(xiàn)為花粉敗育。在制種過程中，利用不育水稻可以省略去雄操作，極大地簡化了制種程序。

①將突變體S與普通水稻雜交，獲得的 F1 均可育，F2 中可育與不育的植株數(shù)量比約為3∶1，說明水稻的育性由_____等位基因控制，不育性狀為_____性狀。

②研究人員在突變體S中發(fā)現(xiàn)了控制水稻光敏感不育的核基因pms3，該基因并不編碼蛋白質(zhì)。為研究突變體S的pms3基因表達(dá)量和花粉育性的關(guān)系，得到如下結(jié)果（用花粉可染率的高低代表花粉育性高低）。

表 不同光溫條件下突變體 S 的花粉可染率（％）

短日低溫	短日高溫	長日低溫	長日高溫
41．9	30．2	5．1	0

該基因的表達(dá)量指的是_____的合成量。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，pms3基因的表達(dá)量和花粉育 性關(guān)系是_____。

（3）結(jié)合以上材料，分析培育水稻雜交種的簡要流程為_____；保存突變體S的簡要流程為_____。（填選項(xiàng)前的符號）

a在短日低溫條件下；b在短日高溫條件下；c在長日低溫條件下；d在長日高溫條件下；

e以突變體S為母本，與普通水稻雜交； f 以普通水稻為母本，與突變體S雜交；

g使突變體S自交；h使普通水稻植株自交；

i收獲S植株上所結(jié)的種子； j收獲普通水稻植株上所結(jié)的種子。

（4）科研人員在研究過程中發(fā)現(xiàn)一株新的同樣性狀的雄性不育單基因隱性突變體M，為研究M突變基因與S的突變基因的關(guān)系，將M和S進(jìn)雜交，若子一代_____，則說明兩者的突變基因互為等位基因；若子一代_____，則說明兩者的突變基因互為非等位基因。

Answer 1

【答案】F1 自交后代會發(fā)生性狀分離現(xiàn)象 母本 1 對 隱性 RNA 花粉育性變化與pms3基因的表達(dá)量呈現(xiàn)正相關(guān)（pms3基因的表達(dá)量越高，花粉育性越高） dei agi 全部為雄性不育 全部可育

【解析】

根據(jù)題意分析，突變體S花粉不育，即只能作為母本；S與普通水稻雜交，后代全部可育，說明可育是顯性性狀，不育是隱性性狀。由表格分析可知，在短日低溫條件下花粉的育性最大，達(dá)到41.9，而長日高溫條件下花粉的育性為0。由柱形圖分析可知，在短日低溫下，pms3基因表達(dá)量最高，而長日高溫條件下， pms3基因表達(dá)量較低。

（1）雜交種雖然具有雜種優(yōu)勢，卻只能種植一代，是因?yàn)殡s種F1自交后代會發(fā)生性狀分離；雜交試驗(yàn)中，需要對母本進(jìn)行去雄處理。

（2）①將突變體S與普通水稻雜交，獲得的 F1 均可育，說明可育為顯性性狀，不育為隱性性狀；F1自交產(chǎn)生的F2 中可育與不育的植株數(shù)量比約為 3∶1，說明水稻的育性受一對等位基因控制。

②pms3基因的表達(dá)量指的是RNA的合成量；根據(jù)以上分析已知，短日低溫條件下花粉的育性最大、pms3基因表達(dá)量最高，長日高溫條件下花粉的育性為0、pms3基因表達(dá)量最低，說明花粉育性變化與pms3基因的表達(dá)量呈現(xiàn)正相關(guān)。

（3）培育水稻雜交種的簡要流程為：突變體S在長日高溫條件下雄性不育，據(jù)此可在長日高溫條件下（d），以突變體S為母本，與普通水稻雜交（e），收獲 S 植株上所結(jié)的種子（i）即為生產(chǎn)中所用的雜交種。

保存突變體 S 的簡要流程為：突變體S在短日低溫條件下育性最高，因此可在短日低溫條件下（a），使突變體S自交（g），收獲 S 植株上所結(jié)的種子（i）以備來年使用。

（4）根據(jù)題意分析，科研人員在研究過程中發(fā)現(xiàn)一株新的同樣性狀的雄性不育單基因隱性突變體 M，現(xiàn)將M與S進(jìn)行雜交，若兩者的突變基因互為等位基因，則子代全部為雄性不育；若兩者的突變基因互為非等位基因，則后代全部可育。