Question

3．據(jù)研究，某種植物的理想品種能合成兩種對(duì)人類疾病有醫(yī)療價(jià)值的藥物成分，其合成途徑如圖所示．請(qǐng)回答有關(guān)問題：

（1）現(xiàn)有兩純種植物，一種只能合成藥物1，另一種兩種藥物都不能合成，這兩種植物雜交，F(xiàn)_l都只能合成藥物l，F(xiàn)_l自交產(chǎn)生的F₂中的三種表現(xiàn)型：只能合成藥物1：兩種藥物都能合成：兩種藥物都不能合成=9：3：4．  F₂的性狀分離比說明基因M（m）與N （n）的遺傳遵循基因的自由組合規(guī)律．
（2）兩種親本植物的基因型分別是MMNN、mmnn．
（3）F₂代兩種藥物都能合成的植物中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體所占的比例為$\frac{1}{3}$，將F₂中只能合成藥物l的種子播種后進(jìn)行自交，后代出現(xiàn)能合成兩種藥物的純合子的比例是$\frac{1}{12}$．
（4）用上述方法選育能合成兩種藥物的純種植株，費(fèi)時(shí)較長，欲盡快選育出理想植株，可以利用F₁植物的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，再用秋水仙素或低溫誘導(dǎo)使其染色體加倍，從中選育能合成兩種藥物的植株．

Answer 1

分析 基因分定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子獨(dú)立遺傳給后打，同時(shí)位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合．由細(xì)胞代謝途徑可知，M_N_能合成藥物1，M_nn能合成藥物1和藥物2，mmN_、mmnn藥物1、藥物2都不能合成．

解答 解：（1）由題意知，子二代的表現(xiàn)型有3種，且比例是9：3：4，是9：3：3：1的變式，因此2對(duì)等位基因遵循自由組合定律，且子一代基因型是MmNn．
（2）由分析知，只能合成藥物1的純合子是MMNN，兩種藥物都不能合成的純合子是mmNN、mmnn，如果二者雜交子一代的基因型是MmNn，則兩種藥物都不能合成的親本是mmnn．
（3）MmNn自交后代的基因型及比例是M_N_：M_nn：mmN_：mmnn=9：3：3：1，其中兩種藥物都能合成的植物的基因型是M_nn，其中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體MMnn，占$\frac{1}{3}$；F₂中只能合成藥物l的基因型是M_N_，讓其自交，轉(zhuǎn)化成2個(gè)分離定律問題：M_自交后代mm=$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{6}$、Mm=$\frac{2}{3}×\frac{1}{2}=\frac{1}{3}$、MM=1-$\frac{1}{6}-\frac{1}{3}=\frac{1}{2}$，N_自交后代nn=$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{6}$、Nn=$\frac{2}{3}×\frac{1}{2}=\frac{1}{3}$、NN=1-$\frac{1}{6}-\frac{1}{3}=\frac{1}{2}$，因此F₂中只能合成藥物l的種子播種后進(jìn)行自交，后代出現(xiàn)能合成兩種藥物的純合子的比例是MMnn=$\frac{1}{2}×\frac{1}{6}$=$\frac{1}{12}$．
（4）單倍體育種能明顯縮短育種年限，方法是：子一代花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍，獲得可從中選育能合成兩種藥物的植株．
故答案為：
（1）基因的自由組合
（2）MMNN    mmnn 
（3）$\frac{1}{3}$     $\frac{1}{12}$
（4）花藥離體培養(yǎng)   低溫誘導(dǎo)

點(diǎn)評(píng) 本題旨在考查學(xué)生理解基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)，單倍體育種的方法和優(yōu)點(diǎn)，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)會(huì)應(yīng)用分離定律解答自由組合問題．