Question

【題目】開兩性花的二倍體陸地棉（一年生植物）易得黃萎病，研究人員已從海島棉分離出抗黃萎病基因S，發(fā)現(xiàn)整合到陸地棉的2號(hào)染色體或線粒體上的基因S能表達(dá)出等效的抗性，但線粒體上的基因S表達(dá)的抗性會(huì)逐代減弱。通過基因工程得到的幼苗可能有以下多種類型，若幼苗線粒體DNA中含有S基因，則成熟后植株生殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)也含有S基因。回答下列問題：

（1）符合長期種植要求的種子（幼苗）是圖示中的___________。

（2）為了快速地獲得更多的符合生產(chǎn)要求的種子，將基因工程得到的幼苗全部種植，逐步進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)①：將所有具抗性的植株自交得到的種子記為自交系一代，每株的所有種子單獨(dú)種植在一起可得到一個(gè)株系，檢測并記錄其抗性。

實(shí)驗(yàn)②：同時(shí)還將所有具有抗性的植株作為父本（其精子內(nèi)的線粒體不會(huì)進(jìn)入卵細(xì)胞）分別與無抗性的植株雜交得到的種子記為雜交系一代，每株的所有種子單獨(dú)種植在一起可得到一個(gè)株系，檢測并記錄其抗性。

在實(shí)驗(yàn)①中，進(jìn)行自交的目的是：a．通過檢測自交系一代的抗性，將類型e植株與_______________________（填上圖中的序號(hào)）區(qū)分；b．同時(shí)起到_____________________的作用。實(shí)驗(yàn)②中檢測到的雜交系一代株系抗性及比例的結(jié)果可分為_______種類型。若同一株系的自交系一代和雜交系一代都表現(xiàn)為___________________，則其對(duì)應(yīng)的自交系一代就是符合要求的種子。

Answer 1

【答案】 a、d a、b、c、d 保留親本 3 全部為有抗性

【解析】根據(jù)題意分析，抗黃萎病基因S整合到2號(hào)染色體和線粒體上的基因S能表達(dá)出等效的抗性，但是線粒體上的基因S表達(dá)的抗性會(huì)逐代減弱。分析圖形：a中兩條2號(hào)染色體和線粒體上都整合了抗黃萎病基因S，b中一條2號(hào)染色體和線粒體上都整合了抗黃萎病基因S，c中線粒體上整合了抗黃萎病基因S，d中兩條2號(hào)染色體都整合了抗黃萎病基因S，e中一條2號(hào)染色體上整合了抗黃萎病基因S，f中兩條2號(hào)染色體和線粒體上都沒有整合抗黃萎病基因S。

（1）根據(jù)題意可知，線粒體上的基因S表達(dá)的抗性會(huì)逐代減弱，只有兩條2號(hào)染色體上都整合了抗黃萎病基因S的個(gè)體才能長期保持抗黃萎病能力，所以符合長期種植要求的種子（幼苗）是如圖示中的a、d。

（2）實(shí)驗(yàn)①中，將所有具抗性的植株自交，結(jié)合以上S基因位置的判斷分析可知，e植株的后代可能含有抗性，有可能不含抗性，而a、b、c、d的后代都肯定含有抗性，進(jìn)而可以將e植株與a、b、c、d植株區(qū)分開來，同時(shí)起到保留親本的作用。由于a、b、c植物線粒體也有S基因，后代也會(huì)有抗性，所以還要將這些具有抗性的植株作為父本與表現(xiàn)型為無抗性的植株雜交得到雜交系一代，將雜交系一代種子全部種植，檢測其抗性。若同一株系的植株全部表現(xiàn)為抗黃萎病，則其對(duì)應(yīng)的自交系一代就是符合要求的種子；經(jīng)以上處理后，有抗性的雜交系一代植株是雜合子，自交得到的自交系二代種子，有純合、雜合、無抗性三種類型，對(duì)應(yīng)的比例是 1：2：1。