Question

【題目】作物M的F1基因雜合，具有優良性狀。F1自交形成自交胚的過程見途徑1（以兩對同源染色體為例）。改造F1相關基因，獲得具有與F1優良性狀一致的N植株，該植株在形成配子時，有絲分裂替代減數分裂，其卵細胞不能受精，直接發育成克隆胚，過程見途徑2。據圖回答：

（1）與途徑1相比，途徑2中N植株形成配子時由于有絲分裂替代減數分裂，不會發生由__________和_____________________________導致的基因重組，也不會發生染色體數目________________。

（2）基因雜合是保持F1優良性狀的必要條件。以n對獨立遺傳的等位基因為例，理論上，自交胚與F1基因型一致的概率是________________，克隆胚與N植株基因型一致的概率是____________。通過途徑___________獲得的后代可保持F1的優良性狀。

Answer 1

【答案】同源染色體非姐妹染色單體交叉互換 非同源染色體自由組合 減半 1/2n 100% 2

【解析】

本題考查可遺傳變異和育種的相關知識。由題意可知，可以通過兩條途徑獲得F1的優良性狀，途徑1為正常情況下F1自交獲得具有優良性狀的子代，途徑2中先對M植株進行基因改造，再誘導其進行有絲分裂而非減數分裂產生卵細胞，導致其卵細胞含有與N植株體細胞一樣的遺傳信息，再使得未受精的卵細胞發育成克隆胚，該個體與N植株的遺傳信息一致。

（1）途徑1是通過減數分裂形成配子，而途徑2中通過有絲分裂產生配子，有絲分裂過程中不發生基因重組，且子細胞中染色體數不減半，故與途徑1相比，途徑2中N植株形成配子時不會發生同源染色體非姐妹染色單體的交叉互換和非同源染色體的自由組合，也不會發生染色體數目減半。

（2）由題意可知，要保持F1優良性狀需要基因雜合，一對雜合基因的個體自交獲得雜合子的概率是1/2，若該植株有n對獨立遺傳的等位基因，根據自由組合定律，雜合子自交子代中每對基因均雜合的概率為1/2n，故自交胚與F1基因型（基因雜合）一致的概率為1/2n。而克隆胚的形成相當于無性繁殖過程，子代和N植株遺傳信息一致，故克隆胚與N植株基因型一致的概率是100%。

（3）途徑1產生自交胚的過程存在基因重組，F1產生的配子具有多樣性，經受精作用后的子代具有多樣性，不可保持F1的優良性狀；而途徑2產生克隆胚的過程不存在基因重組，子代和親本的遺傳信息一致，可以保持F1的優良性狀。