Question

【題目】Ⅰ.有絲分裂實驗被廣泛用于環(huán)境監(jiān)測和染色體變化的檢測。

研究表明：溫度驟變以及秋水仙素等理化因素會使植物細胞染色體數(shù)目加倍。某同學為驗證低溫能誘導蠶豆（2n=12）根尖細胞染色體數(shù)目加倍，開展了相關研究。

【1】實驗原理：低溫處理根尖細胞，能夠抑制__________________________________，以致染色體不能被拉向兩極，細胞也不分裂。

【2】材料用具：蠶豆，冰箱，顯微鏡、蓋玻片、載玻片等顯微操作器材，另外還需的化學試劑有_______________________________________等。

方法步驟：培養(yǎng)根尖，待根長至1cm左右時，將其中的一半置于冰箱4℃下誘導培養(yǎng)36h→制作裝片→顯微觀察并繪圖。

【3】結(jié)果分析：常溫下的裝片中，分裂期細胞占細胞總數(shù)的10%，細胞周期總時間為20h，則分裂間期的時間為______h；該實驗中處于分裂中期的細胞含有______條染色體。

農(nóng)藥等污染物有致畸、致癌和致突變效應，潛在危害大。致畸主要表現(xiàn)之一是細胞分裂間期的微核現(xiàn)象（如圖），微核與主核有相同染色效果，但體積較小。可通過觀測統(tǒng)計微核率的大小，認識和評估污染物對生物的影響。請就農(nóng)藥污染程度對植物細胞微核產(chǎn)生的效應開展研究。

材料用具：培養(yǎng)皿，5%、10%、15%、20%的磷胺（農(nóng)藥）溶液，蠶豆種子、蒸餾水，顯微操作器材及必要的化學試劑。

【4】假設：__________________________________________________________________。

【5】主要方法步驟：

①對蠶豆種子浸種，在適宜條件下萌發(fā)生根；

②________________________________________________________________________。

③按固定→解離→漂洗→染色→壓片過程，制作根尖有絲分裂裝片；

④鏡檢并記錄、統(tǒng)計微核。

Ⅱ.生物的遺傳方式是多樣的。

1760年，Kolrenter將高株煙草和矮株煙草雜交，發(fā)現(xiàn)其結(jié)果不同于孟德爾的豌豆株高變化的結(jié)果。到了1913年R.Emerson和E.East報道了他們對玉米穗長的研究結(jié)果，他們將純種甜玉米（平均穗長6.63cm）和純種爆玉米（平均穗長16.80cm）進行雜交，各自穗長變異都不大，再將F1代互交產(chǎn)生F2，結(jié)果如下表所示。

【6】數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀是一對不同的概念。下列相關敘述錯誤的是（ ）

A.數(shù)量性狀由多對微效基因控制，多對基因的共同作用決定表現(xiàn)型特征；表現(xiàn)型差異與決定性狀的基因數(shù)目有關但與基因的種類無關；而質(zhì)量性狀則屬于單基因控制

B.數(shù)量性狀受環(huán)境影響；不能從表現(xiàn)型來推測其基因型；許多不同的基因型可能具有相同的表現(xiàn)型

C.數(shù)量性狀之遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律，其性狀易度量，研究的對象是群體，而不是個體

D.數(shù)量性狀一般呈正態(tài)分布，基因之間都是完全顯性的，可用系譜方法來研究

【7】基于表中數(shù)據(jù)完成下列分析與結(jié)論。

分析：____________________________________________________________________

結(jié)論：____________________________________________________________________。

進一步研究：兩種性狀中的F1都是雜合體，但基因型相同，那么穗長的差異一定是由于環(huán)境的差異所引起。環(huán)境因素引起的變異是什么？

【8】若是n對等位基因控制某數(shù)量性狀，則顯性純合子和隱性純合子雜交獲得的F1再互交所獲得的F2中，性狀極端表達的比率為_____________。

【9】如果說親代和F1代的變異反映了環(huán)境的影響，那么這種影響同樣也作用于F2上，但如果__________________________（操作方法），我們就有理由確定環(huán)境對F2的作用應和親代及F1相似。

Answer 1

【答案】

【1】有絲分裂前期紡錘體的形成

【2】20%鹽酸和醋酸洋紅（或0.2%龍膽紫）

【3】 18h 12或24條

【4】農(nóng)藥污染程度與植物細胞的微核率呈正相關

【5】將萌發(fā)生根的蠶豆種子隨機分成五等組、編號，每組10粒。分別浸泡在等體積的0、5%、10%、15%、20%的磷胺溶液中相同時間，取出后用蒸餾水沖洗，并移至蒸餾水中培養(yǎng)一定時間（2個細胞周期）

【6】D

【7】 豌豆株高的遺傳中，F1表現(xiàn)為顯性性狀，F2出現(xiàn)典型的孟德爾分離比3:1。玉米穗長的遺傳中，F1的平均值介于兩親本的平均值之間；F2的平均值和F1大致相等，但F2的變異范圍大于F1；F2的變異范圍最大 數(shù)據(jù)表明F2穗長變異范圍明顯增加，說明玉米穗長屬于多基因遺傳的數(shù)量性狀；而豌豆株高的遺傳屬于單基因遺傳的質(zhì)量性狀

【8】(1/4)n ×2

【9】種植在同一環(huán)境中

【解析】

【1】低溫處理根尖細胞，能夠抑制根尖細胞有絲分裂前期紡錘體的形成，以致染色體不能被拉向兩極，細胞也不分裂，最終導致細胞中染色體數(shù)目加倍。

【2】在實驗過程中，需要制作臨時裝片，因此需要載玻片和蓋玻片，并且需要借助于顯微鏡觀察染色體的數(shù)目變化，另外還需的化學試劑有20%鹽酸和醋酸洋紅（或0.2%龍膽紫）。

【3】若常溫下的裝片中，分裂期細胞占細胞總數(shù)的10%，則分裂間期占90%，細胞周期總時間為20h，則分裂間期=20×90%=18h。由于蠶豆（2n=12）體細胞數(shù)為12，處于分裂中期的細胞，未發(fā)生加倍的細胞的染色體數(shù)目仍為12，而染色體數(shù)目加倍后的細胞為24條染色體。

【4】題干要求“請就農(nóng)藥污染程度對植物細胞微核產(chǎn)生的效應開展研究”，結(jié)合材料用具，可以假設：農(nóng)藥污染程度與植物細胞的微核率呈正相關。

【5】實驗設計要遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的單一變量是磷胺溶液的濃度（農(nóng)藥污染程度），對照組采用等量的蒸餾水，所以步驟②的具體操作為：將萌發(fā)生根的蠶豆種子隨機分成五等組、編號，將五組種子分別浸泡在等體積的0.5%、10%、15%、20%的磷胺溶液中相同時間，取出后用蒸餾水沖洗，并移至蒸餾水中培養(yǎng)一定時間（2個細胞周期）。

【6】根據(jù)題干信息“純種甜玉米（平均穗長6.63cm）和純種爆玉米（平均穗長16.80cm）進行雜交，各自穗長變異都不大”說明基因之間不都是完全顯性的。

【7】分析表2，豌豆株高的遺傳中，F1表現(xiàn)為顯性性狀，F2出現(xiàn)典型的孟德爾分離比3：1。玉米穗長的遺傳中，F1的平均值介于兩親本的平均值之間；F2的平均值和F1大致相等，但F2的變異范圍大于F1；F2的變異范圍更大。

結(jié)論：數(shù)據(jù)表明F2穗長變異范圍明顯增加，說明玉米穗長屬于多基因遺傳的數(shù)量性狀；而豌豆的株高的遺傳屬于單基因遺傳的質(zhì)量性狀。

【8】分析一對等位基因Aa×Aa→1AA、2Aa、1aa，顯性純合子的概率為1/4，若是n對等位基因控制某數(shù)量性狀，全顯性純合子的概率=（1/4）n，全隱性的概率也=（1/4）n，則性狀極端表達的比率為（1/4）n×2。

【9】根據(jù)題干信息“確定環(huán)境對F2的作用應和親代及F1相似”，則需要把植株種植在同一環(huán)境中。