1、4.变异与育种1.(2022河北保定模拟)某闭花受粉植物,花的颜色受一对等位基因(A、a)控制,色素是否形成受另一对等位基因(B、b)控制,无色素时为白花。已知基因B或b所在的染色体上有一条带有致死基因(该致死基因导致受精卵致死),染色体某一片段缺失的个体正常存活。现用一株紫花(作父本)和一株红花(作母本)杂交,F1中紫花白花21,且F1中出现了一株红花植株。请回答下列问题。(1)由杂交实验可知,花色中性状是显性,父本、母本的基因型依次为。(2)从上述杂交实验中可以判断致死基因是(填“显”或“隐”)性基因,该致死基因与基因(填“B”或“b”)位于同一条染色体上。(3)让上述实验获得的F1中的紫
2、花植株自交。若子代表现型及比例为,则基因A、a与基因B、b位于两对同源染色体上;若子代表现型及比例为,则基因A、a与基因B、b位于一对同源染色体上(不考虑交叉互换)。(4)为探明F1中红花植株产生机理,用3种不同颜色的荧光对基因A、a和致死基因进行标记,每个基因都会出现一个亮点。在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞着色情况:若该红花植株是由于环境因素引起的,则一个细胞中可能出现3种颜色6个亮点或;若该红花植株是由于某一个基因突变产生的,则一个细胞中出现;若该红花植株是由于某条染色体结构缺失导致的,则一个细胞中出现。2.杂交水稻具有重要的经济价值。我国科研人员对杂交水稻的无融合生殖(不发生雌、
3、雄配子的融合而产生种子的一种繁殖过程)进行了研究。请回答下列问题。(1)杂交水稻在抗逆性、产量等方面优于双亲,但杂种自交后代会发生现象,这是由于减数分裂过程中分离所致。(2)研究表明有两个基因控制水稻无融合生殖过程:含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍;含基因B的植株产生的雌配子都不能参与受精作用,而直接发育成胚。雄配子的发育不受基因A、B的影响。用图1所示杂交方案,可获得无融合生殖的杂种个体。图1某品系的基因型为,子代中号个体自交所结种子胚基因型是。子代号具有稳定遗传的杂种优势,其产生的雌配子基因型为。(3)我国科研人员还尝试利用基因编辑技术敲除杂交水稻的
4、4个相关基因,实现了杂种的“无融合生殖”,如图2所示。图2图2中所敲除的4个基因在正常减数分裂过程中的作用是。4.变异与育种1.答案:(1)紫花AABb、aaBb(2)隐B(3)紫花红花白花=312紫花白花=21(4)2种颜色4个亮点2种颜色6个亮点2种颜色4个亮点解析:(1)由于紫花和红花杂交,F1中紫花白花21,所以紫花为显性性状,亲本基因型是A_B_(紫花)和aaB_(红花),后代出现了bb的白花,几乎没有红花aaB_,因此说明亲代基因型是父本AABb和母本aaBb。(2)由于AABb和aaBb杂交,后代紫花AaB_白花Aabb=21,基因B或b所在的染色体上有一条带有致死基因,但存在A
5、aBb的个体,因此该致死基因为隐性基因,同时杂交的后代缺少BB的个体,因此可以推测,该基因与B基因位于一条染色体上。(3)F1紫花植株基因型是AaBb,如果基因A、a与基因B、b位于两对同源染色体上,则遵循自由组合定律,考虑BB致死,用棋盘法表示杂交结果:配子1AA2Aa1aa1BB致死2Bb6紫花2红花1bb4白花所以后代紫花红花白花=312; 如果基因A、a与基因B、b位于一对同源染色体上,则有可能是A和b,a和B分别位于一条染色体上,还有可能是A和B,a和b分别位于一条染色体上,如果是前者,则后代AAbbAaBbaaBB(致死)=121,所以紫花白花=21,如果是后者,自交后代AABB(
6、致死)AaBbaabb=121,所以紫花白花=21。(4)该杂交父本基因型是AABb,母本基因型是aaBb,子代基因型有AaBb或Aabb,现出现了一株红花;在四分体时期,每条染色体含有2条姐妹染色单体,所以基因完成了复制。如果红花植株是由于环境因素引起的,则基因型没有改变,因此是AaBb(3种颜色6个亮点)或Aabb(2种颜色4个亮点);如果该红花植株是由于某一个基因突变产生的,则其肯定是AaBb突变为aaBb,表现为2种颜色6个亮点;如果该红花植株是由于某条染色体结构缺失导致的,则是AaBb中含A基因的染色体缺失,因此基因型是aBb,表现为2种颜色4个亮点。2.答案:(1)性状分离等位基因
7、(2)aabbab、aBAaBb(3)使同源染色体分离解析:(1)杂交水稻在抗逆性、产量等方面优于双亲,但杂种自交后代会发生性状分离现象;性状分离的原因是减数分裂过程中等位基因分离。(2)分析题意,某品系与无融合生殖品系杂交,子代产生aabb、aaBb、Aabb、AaBb四种,由于AaBb产生AB、Ab、aB、ab四种配子,故推测某品系母本只能产生ab一种配子,故某品系的基因型为aabb;品系基因型为aaBb,由于“含基因B的植株产生的雌配子都不能参与受精作用,而直接发育成胚”,故子代中号个体自交所结种子胚基因型是aB、ab。子代个体基因型为AaBb,具有稳定遗传的杂种优势;由于“含基因A的植株形成雌配子时,减数第一次分裂异常,导致雌配子染色体数目加倍”,其基因型中含有A和B基因,其产生的雌配子的基因型为AaBb,该雌配子不经过受精即可产生后代,且后代的基因型均为AaBb(无融合结籽)。(3)由题图可知,利用基因编辑技术敲除的4个基因在实现无融合生殖过程中的作用是使同源染色体分离,减数分裂变成有丝分裂(或“不出现基因重组、配子染色体数目加倍”);受精后,父本来源的染色体消失。
