高中 | 二 隔离在物种形成中的作用 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第6章 生物的进化

第3节 种群基因组成的变化与物种的形成

二 隔离在物种形成中的作用

六倍体小黑麦($\rm 2n=6x=42$$\rm AABBRR$)是利用四倍体硬粒小麦($\rm 2n=4x=28$$\rm AABB$)和黑麦($\rm 2n=2x=14$$\rm RRR$)培育而成,如图$\rm 1$。六倍体小麦川麦($\rm 2n=6x=42$$\rm AABBDD$$\rm B$组染色体中可能发生相互易位,形成图$\rm 2$所示易位纯合子。研究者以六倍体小黑麦为母本,六倍体小麦川麦为父本进行杂交及回交,并跟踪鉴定出每一代植株的染色体组成特点,实验过程如图$\rm 3$所示。(为方便描述,将每一个单位基因组中的染色体标号,如$\rm B$组中有$\rm 7$条染色体,记号为$\rm 1B$$\rm 2B$$\rm 3B$$\rm 4B\cdots$

黑麦和四倍体硬粒小麦                (填“属于”或“不属于”)同一物种,原因是                                                                

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不属于;两种小麦之间存在生殖隔离

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黑麦和四倍体硬粒小麦杂交后的杂交种不可育,即两种小麦之间存在生殖隔离,不属于同一物种。

对六倍体小黑麦的根尖细胞有丝分裂中期染色体进行组型分析,结果显示,根尖细胞中有                种形态的染色体,图$\rm 3$$\rm F_{1}$杂种植株的染色体组成为                (用字母表示),该植株细胞中$\rm B$染色体组中$\rm 5$号、$\rm 7$号染色体组成情况有                                                                

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$\\rm 21$$\\rm AABBDR$$\\rm 5B$$\\rm 7B$$\\rm 5BS\\cdot 7BS$$\\rm 5BL\\cdot 7BL$

"]]

六倍体小黑麦共有$\rm 42$条,$\rm 21$对染色体,所以根尖细胞中有$\rm 21$种形态的染色体。图$\rm 3$中亲本分别产生$\rm ABR$$\rm ABD$配子,$\rm F_{1}$染色体组成为$\rm AABBDR$,六倍体小麦川麦$\rm B$组染色体中发生相互易位,形成图$\rm 2$所示易位纯合子,即六倍体小麦川麦针对$\rm B$组染色体,$\rm 5$号、$\rm 7$号染色体有$\rm 5B$$\rm 7B$$\rm 5BS·7BS$$\rm 5BL·7BL$组成情况。

$\rm F_{1}$为母本,六倍体小麦川麦为父本进行回交,成功获得$\rm 6$$\rm BC_{1}F_{1}$种子,$\rm 6$$\rm BC_{1}F_{1}$植株中仅一棵植株可育(编号)$\rm Z9-1$)。植株$\rm Z9-1$染色体数目为$\rm 44$条,含$\rm 2R$$\rm 6R$$\rm 4R$$\rm 3$条黑麦染色体,含$\rm 5B$$\rm 7B$$\rm 5BS·7BS$$\rm 5BL·7BL$$\rm 1$条,其余$\rm A$组和$\rm B$组染色体完整,$\rm D$组染色体数为$\rm 13$条,仅缺失$\rm 1$条,说明植株$\rm Z9-1$的变异类型有                                                                

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染色体数目变异和染色体结构变异

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结合题意可知,植株$\rm Z9-1$的变异类型有染色体数目变异(亲本均为$\rm 42$条染色体,按理$\rm F_{1}$只有$\rm 42$条染色体,但$\rm Z9-1$$\rm 44$条染色体,$\rm D$组染色体数为$\rm 13$条,仅缺失$\rm 1$条)和染色体结构变异($\rm 5BS·7BS$$\rm 5BL·7BL$)。

植株$\rm Z9—1$细胞中$\rm D$组染色体仅缺失$\rm 1$$\rm 6D$染色体,其余$\rm 5$个不育植株中$\rm D$组染色体缺失数目较多,在$\rm 3\sim 7$条之间,大多数$\rm D$组染色体呈单体存在,推测$\rm BC_{1}F_{1}$植株的育性与                多少相关,因此可以采用多次                (填“自交”或“回交“)的方式,使该组染色体迅速恢复,保证后代育性的恢复。

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$\\rm D$组染色体缺失数目;回交

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其余$\rm 5$个不育植株中$\rm D$组染色体缺失数目较多,在$\rm 3$~$\rm 7$条之间,大多数$\rm D$组染色体呈单体存在,推测$\rm BC_{1}F_{1}$植株的育性与$\rm D$组染色体缺失数目多少相关,由于其缺失过多导致育性降低。可采用与亲本$\rm AABBDD$回交的方式,尽可能多地获得$\rm D$组染色体,使该组染色体迅速恢复,保证后代育性的恢复。

$\rm BC_{1}F_{1}$植株$\rm Z9-1$自交获得的$\rm 104$$\rm BC_{1}F_{2}$后代研究发现,不含$\rm 6D$和含$\rm 6D$所占植株数的比例为                 

[["$\\rm 1:3$"]]

由($\rm 4$)可知,$\rm Z9-1$植株细胞中$\rm D$组染色体仅缺失$\rm 1$$\rm 6D$染色体,相当于是杂合子,则$\rm Z9-1$自交获得的$\rm 104$$\rm BC1F2$后代研究发现,不含$\rm 6D$(记作$\rm OO$)和含$\rm 6D$(记作$\rm 6DO$$\rm 6D6D$)所占植株数的比例为$\rm 1:3$

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