Question

【題目】普通小麥為六倍體，染色體的組成為AABBDD=42。普通小麥的近緣物種有野生一粒小麥（AA）、提莫菲維小麥（AAGG）和黑麥（RR）等，其中A、B、D、G、R分別表示一個(gè)含7條染色體的染色體組。黑麥與普通小麥染色體組具有部分同源關(guān)系。研究人員經(jīng)常采用雜交育種的方法來(lái)改善小麥品質(zhì)。

（1）野生一粒小麥含抗條銹病基因和抗白粉病基因，普通小麥無(wú)相應(yīng)的等位基因，改良普通小麥通常采用如下操作：將純合野生一粒小麥與普通小麥進(jìn)行雜交獲得F1，然后再___________獲得F2。若兩個(gè)基因獨(dú)立遺傳，則在F2中同時(shí)具有抗條銹病和抗白粉病的個(gè)體最可能占_______________。

（2）野生提莫菲維小麥（AAGG）含抗葉斑病基因（位于G組染色體上），可以通過如下方案改良普通小麥：

①雜種F1染色體的組成為_______________。

②F1產(chǎn)生的配子中，理論上所有配子都含有_______________組染色體。

③檢測(cè)發(fā)現(xiàn)F2中G組染色體的抗病基因轉(zhuǎn)移到了A組染色體上，原因是60Co射線照射F1導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)發(fā)生___________________________變化，F(xiàn)2與普通小麥雜交選育F3，F(xiàn)3自交多代選育抗葉銹病普通小麥新品種（AABBDD）。

（3）利用黑麥（RR）采取與（2）相同的操作改良普通小麥時(shí)，培育出了多個(gè)具有黑麥優(yōu)良性狀的普通小麥改良品種（AABBDD），而且自交多代穩(wěn)定遺傳。為研究相關(guān)機(jī)制，科研人員利用黑麥R組第6號(hào)、7號(hào)、3號(hào)染色體和普通小麥特異性引物擴(kuò)增，相關(guān)結(jié)果如下：

圖1R組的6號(hào)染色體特異引物pSc119.1擴(kuò)增結(jié)果

注：M：標(biāo)準(zhǔn)物；1：黑麥；2：普通小麥；3：R組6號(hào)染色體；4~15：待測(cè)新品系。

圖2R組的7號(hào)染色體特異引物CGG26擴(kuò)增結(jié)果

注：M：標(biāo)準(zhǔn)物；1：黑麥的7號(hào)染色體；2：普通小麥；3~8：待測(cè)新品系。

圖3R組的3號(hào)染色體特異引物SCM206擴(kuò)增結(jié)果

注：M：標(biāo)準(zhǔn)物；1：黑麥的3號(hào)染色體；2：普通小麥；3~7：待測(cè)新品系。

在上述檢測(cè)中R組6號(hào)染色體的750bp條帶，R組7號(hào)染色體的150bp條帶，R組3號(hào)染色體的198bp條帶對(duì)應(yīng)的品種具有不同的優(yōu)良抗病性狀。其中__________號(hào)品系具有全部抗病性狀。

（4）研究人員通過光學(xué)顯微鏡觀察普通小麥改良品種染色體，觀察有絲分裂中期染色體的_____________，觀察減數(shù)分裂染色體的_______________行為，可以從細(xì)胞學(xué)角度判斷新品系是否穩(wěn)定遺傳。

（5）進(jìn)一步利用不同熒光素標(biāo)記的探針檢測(cè)小麥和黑麥染色體片段，可知普通小麥改良品種染色體中含有R組染色體片段。由于R組染色體中有普通小麥染色體的同源區(qū)段，因此普通小麥改良品種在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)_____________，從而使其細(xì)胞中染色體更加穩(wěn)定，該研究也為小麥品種改良提供新思路。

Answer 1

【答案】 自交 9/16 AABDG=35 A組 G組含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到A組染色體上 4、7 形態(tài)、數(shù)目、結(jié)構(gòu) 聯(lián)會(huì)和平分 黑麥染色體與普通小麥染色體的同源區(qū)段可進(jìn)行交叉互換，導(dǎo)致R組染色體片段轉(zhuǎn)移（移接/易位）到普通小麥染色體上

【解析】試題分析：本題考查雜交育種的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力。本題屬于信息給予題，解題的關(guān)鍵是根據(jù)題目尋找有效的信息。同時(shí)本題也涉及到了減數(shù)分裂、有絲分裂、染色體變異等方面的知識(shí)，難度較大，需要學(xué)生具有一定的識(shí)圖能力、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)綜合分析、解決問題的能力。

（1）野生一粒小麥含抗條銹病基因和抗白粉病基因，普通小麥無(wú)相應(yīng)的等位基因，假如控制抗條銹病基因和抗白粉病基因分別為C和E，則野生型小麥的基因型為CCEE，由于普通小麥無(wú)相應(yīng)的等位基因，將純合野生一粒小麥與普通小麥進(jìn)行雜交獲得F1，則F1的基因型為COEO（O代表無(wú)對(duì)應(yīng)的等位基因），然后再自交獲得F2。若兩個(gè)基因獨(dú)立遺傳，則后代的基因型為C_E_：C_OO：OOE_：OOOO=9：3：3：1，其中在F2中同時(shí)具有抗條銹病和抗白粉病的個(gè)體（基因型為C_E_）最可能占9/16。

（2）①提莫菲維小麥（AAGG）經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子染色體組成為AG，普通小麥經(jīng)過減數(shù)分裂產(chǎn)生的配子染色體組成為ABD，二者結(jié)合即產(chǎn)生F1，其染色體組成為AABDG，且有35條染色體，

②由F1的染色體組成AABDG可知，只有兩個(gè)A組之間具有同源染色體，而B、D、G組都只有一個(gè)染色體組，且B、D、G組之間的染色體互為非同源染色體。在減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)，由于同源染色體的分離（即A與A的分離），A組染色體會(huì)進(jìn)入每一個(gè)配子中，導(dǎo)致每個(gè)配子中都含有A組染色體。

③由于F2中G組染色體的抗病基因轉(zhuǎn)移到了A組染色體上，說明發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)的變異，即60Co射線照射F1導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)發(fā)生G組含抗病基因的染色體片段轉(zhuǎn)移到A組染色體上。

（3）據(jù)圖分析可知，R組6號(hào)染色體的750bp條帶所對(duì)應(yīng)的品種中，3—15號(hào)品系具有抗病性狀；R組7號(hào)染色體的150bp條帶所對(duì)應(yīng)的品種中，4、5、7、8號(hào)品系具有抗病性狀；，R組3號(hào)染色體的198bp條帶對(duì)應(yīng)的品種中，3、4、6、7具有抗病性狀，因此4、7號(hào)品系具有全部抗病性狀。

（4）處于有絲分裂中期的細(xì)胞形態(tài)比較穩(wěn)定，數(shù)目比較清晰，便于觀察；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體會(huì)發(fā)生聯(lián)會(huì)，形成四分體及分離（平分）等規(guī)律性變化，因此通過光學(xué)顯微鏡觀察普通小麥改良品種染色體，可以觀察有絲分裂中期染色體的形態(tài)、數(shù)目、結(jié)構(gòu)，通過觀察減數(shù)分裂染色體的聯(lián)會(huì)和平分等規(guī)律性變化，可以從細(xì)胞學(xué)角度判斷新品系是否穩(wěn)定遺傳。

（5）由于R組染色體中有普通小麥染色體的同源區(qū)段，因此普通小麥改良品種在進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)黑麥染色體與普通小麥染色體的同源區(qū)段可進(jìn)行交叉互換，導(dǎo)致R組染色體片段轉(zhuǎn)移（移接/易位）到普通小麥染色體上，從而使其細(xì)胞中染色體更加穩(wěn)定，該研究也為小麥品種改良提供新思路。