Question

18．某科研小组将携带R（抗倒伏基因）和A（抗虫基因）的豌豆染色体片段直接导入玉米体细胞，两种染色体片段可随机与玉米染色体融合形成杂交细胞，将杂交细胞筛选培育出既抗虫又抗倒伏的可育植株（F₁），过程如图1．据图回答．

（1）杂交细胞在第一次有丝分裂中期时含有个A基因（不考虑变异），该杂交细胞发生的可遗传变异类型是染色体变异（易位、染色体结构变异）．
（2）若杂交植物同源染色体正常分离，则杂交植物在代植株首次出现性状分离，其中既抗虫又抗倒伏个体所占比例为$\frac{9}{16}$．
（3）若在一次实验中，上述豌豆的两个染色体片段插入了同一对同源染色体的两条染色体上，如图2所示，结果造成这对同源染色体因为差异太大而不能正常联会，该图所示的杂交细胞培育得到的个体能产生种配子，基因型分别是AB、RB、ARB、B．
（4）该科研小组在一次重复孟德尔的杂交试验时，偶然发现了一个罕见现象：选取的高茎（DD）豌豆植株与矮茎（dd）豌豆植株杂交，得到的F₁全为高茎；其中有一棵F₁植株自交得到的F₂出现了高茎：矮茎=35：1的性状分离比．对此分离现象的可能解释如下：
由于受到某种因素的干扰，导致基因型是Dd的F₁植株幼苗发育成为基因型是的四倍体植株，该四倍体植株产生的配子的基因型及比例为DD：Dd：dd=1：4：1．该四倍体植株自交时，由于受精时雌雄配子的结合是随机的，所以产生的F₂出现了5种基因型，F₂高茎中杂合体比例为$\frac{34}{35}$．

Answer 1

分析 分析题图：图示利用植物染色体杂交技术，将携带R（抗倒伏基因）和A（抗虫基因）的豌豆染色质片段直接导入玉米体细胞，两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞，将杂交细胞筛选分化培育成既抗虫又抗倒伏性状的可育植株（F₁）．

解答 解：（1）根据题干信息“两种染色质片段可随机与玉米染色质融合形成杂交细胞”可知，杂交细胞发生的是染色体结构变异（易位）．
（2）F₁相当于双杂合子，则该杂交植物在F₂代首次出现性状分离，其中既抗虫又抗倒伏个体（A_B_）所占比例为$\frac{3}{4}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{9}{16}$．
（3）图2所示细胞中，左边这对同源染色体因为差异太大而不能正常联会，导致其产生以下4种基因型AB、RB、ARB、B的配子．
（4）高茎（DD）豌豆植株与矮茎（dd）豌豆植株杂交，得到的F₁全为高茎Dd，由于受到某种因素的干扰，导致基因型是Dd的F₁植株幼苗发育成为基因型是的四倍体植株DDdd，该四倍体植株产生的配子的基因型及比例为DD：Dd：dd=1：4：1，该四倍体植株自交时，由于受精时雌雄配子的结合是随机的，所以产生的F₂出现了DDDD、DDDd、DDdd、Dddd、dddd5种基因型，其中dddd的概率为，所以$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$，所以高茎占$\frac{35}{36}$，高茎纯合子DDDD也占$\frac{1}{36}$，所以F₂高茎中杂合体比例为$\frac{34}{35}$．
故答案为：
（1）2      染色体变异（易位、染色体结构变异）
（2）F₂    $\frac{9}{16}$
（3）4种  AB、RB、ARB、B
（4）DDdd     DD：Dd：dd=1：4：1      5    $\frac{34}{35}$

点评 本题结合图解，考查基因自由组合定律的实质及应用、基因工程、育种等知识，要求考生识记染色体变异的类型；识记基因工程的原理及操作步骤；识记植物组织培养的原理及过程；掌握基因自由组合定律的实质，能运用逐对分析法进行相关概率的计算．