高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第一章 遗传因子的发现

第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)

雄性不育植株在育种上可以避免去雄的麻烦,但实际生产中很难筛选并获得大量的雄性不育植株。现有某水稻品种,其育性由一对等位基因$\rm M$$\rm m$控制,含$\rm M$基因的植株可产生正常的雌、雄配子,基因型$\rm mm$的植株表现为雄性不育。基因$\rm M$可使雄性不育个体恢复育性,基因$\rm D$可使种子呈现蓝色,无基因$\rm D$的种子呈现白色,基因型为$\rm DD$的个体纯合致死,且基因$\rm M$$\rm D$不影响其他基因的表达。

基因型为$\rm Mm$的植株连续自交两代,$\rm F_{2}$中雄性不育植株所占的比例为                 

[["$\\rm 1/6$"]]

$\rm Mm$的植株自交一代,后代为$\rm 1MM$$\rm 2Mm$$\rm 1\;\rm mm$,由于$\rm mm$表现为雄性不育,无法自交,因此$\rm F_{1}$自交的群体为$\rm 1/3MM$$\rm 2/3Mm$$\rm 1/3MM$自交后代为$\rm 1/3MM$$\rm 2/3Mm$自交后代为$\rm 2/3$$\rm 1/4MM$$\rm 2/4Mm$$\rm 1/4\;\rm mm$),因此后代为($\rm 1/3+2/3\times 1/4$$\rm MM$、($\rm 2/3\times 2/4$$\rm Mm$、($\rm 2/3\times 1/4$$\rm mm$$\rm mm$为雄性不育株,占$\rm 2/3\times 1/4=1/6$

若将一个$\rm M$与一个$\rm D$基因导入基因型为$\rm mm$细胞的同一条染色体上并获得转基因植株甲,甲自交获得$\rm F_{1}$$\rm F_{1}$的基因型及比例为                 ,其中雄性可育的种子颜色为                 $\rm F_{1}$个体之间随机授粉,得到的种子中雄性不育种子所占比例为                 ,快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是                 

[["$\\rm mm$$\\rm DMmm=1$$\\rm 2$","蓝色","$\\rm 2/5$","白色种子为雄性不育种子,蓝色种子为转基因雄性可育种子"]]

将一个$\rm M$与一个$\rm D$基因导入基因型为$\rm mm$细胞的同一条染色体上并获得转基因植株甲,植株甲的基因型为$\rm DMmm$,甲产生的配子为$\rm 1/2DMm$$\rm 1/2m$,甲自交获得$\rm F_{1}$$\rm F_{1}$$\rm 1/4DDMMmm$$\rm 1/2DMmm$$\rm 1/4\;\rm mm$,基因型为$\rm DD$的个体纯合致死,因此$\rm F_{1}$的基因型及比例为$\rm mm$$\rm DMmm=1$$\rm 2$$\rm mm$的植株表现为雄性不育,基因$\rm M$可使雄性不育个体恢复育性,基因$\rm D$可使种子呈现蓝色,无基因$\rm D$的种子呈现白色,因此雄性可育($\rm DMmm$)的种子颜色为蓝色;$\rm F_{1}$中可作为母本的为$\rm 1/3\;\rm mm$$\rm 2/3DMmm$,雌配子为$\rm 2/3m$$\rm 1/3DMm$,可作为父本的为$\rm DMmm$,雄配子为$\rm 1/2DMm$$\rm 1/2m$$\rm F_{1}$个体之间随机授粉为雌雄配子结合,得到的$\rm F_{2}$$\rm 2/6DMmm$$\rm 1/6DDMMmm$$\rm 2/6\;\rm mm$$\rm 1/6DMmm$$\rm DD$致死,$\rm mm$为雄性不育,因此雄性不育占比为$\rm 2/6\div $$\rm 1-1/6$$\rm =2/5$;白色种子(不含$\rm D$基因)为雄性不育种子,蓝色种子(含$\rm D$基因)为转基因雄性可育种子。

若将$\rm M$$\rm D$基因融合后,将$\rm n$个融合基因导入基因型为$\rm mm$的细胞并获得转基因植株乙(每对同源染色体上最多插入一次),植株乙与雄性不育植株杂交,子代中雄性不育植株所占比例为                 

[["$\\rm 1/2^{n}$"]]

植株乙(每对同源染色体上最多插入一次)基因型为($\rm MD$$\rm _{n}mm$,产生的配子中不含$\rm M$的比例为($\rm 1/2$$\rm ^{n}$,因此植株乙与雄性不育植株($\rm mm$)杂交,子代中雄性不育植株($\rm mm$)所占比例为$\rm 1/2^{n}$

若用单倍体育种获得更多的雄性不育植株,请利用上述材料写出具体的过程;                 

[["将转基因植株甲的花药离体培养成单倍体幼苗,秋水仙素处理单倍体幼苗,存活的个体均为雄性不育植株"]]

将转基因植株甲($\rm DMmm$)的花药离体培养成单倍体幼苗($\rm DMm$$\rm m$),单倍体高度不育,秋水仙素处理单倍体幼苗可使其染色体数目加倍,产生$\rm DDMMmm$$\rm mm$的后代,$\rm DD$的个体致死,因此,存活的个体均为雄性不育植株。

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