Question

15．棉花的纤维有白色的，也有紫色的；植株有因高酚而抗虫的，也有低酚不抗虫的，控制这两对性状的基因分别位于不同的同源染色体上，彩色棉作为一种具有天然颜色的特殊棉花，它不需要染色就可制成各种原色棉布，低酚棉是一种特殊类型的棉花品种，具有棉纤维酚含量低，对人体皮肤无负影响的优点，但低酚棉由于酚含量低，使得低酚棉的抗虫能力普遍下降．现有白色低酚不抗虫棉及紫色高酚抗虫棉的两种纯合品种，欲培育出紫色低酚抗虫棉品种，某育种机构设计的育种方案如图所示，请回答该方案中的相关问题：

（1）从理论上讲，F₂群体中的基因型、表现型及其中纯种依次为9、4、4种．截止F₂的这一阶段在育种工作上经常采用，它依据的遗传原理是基因重组．
（2）要制备出所需要的转基因细胞，作为其中的受体细胞应从表现型为紫色低酚不抗虫 的棉株上获得；而作为所用的目的基因，一般应先在细胞外形成重组DNA（或重组质粒）再导入受体细胞；为检测目的基因是否导入，一般是通过标记基因 是否表达予以确定．
（3）由转基因细胞培育紫色低酚抗虫棉的过程，所采用的生物工程技术为植物组织培养；其理论依据是细胞全能性．
（4）用此方案培育的这种品种不一定是纯合体，若要快速获得紫色低酚抗虫棉的纯合体，可通过单倍体育种，具体操作方法是先用紫色低酚抗虫棉的花药离体培养得单倍体幼苗，冉用秋水仙素处理成纯合体．

Answer 1

分析 分析题图：图示为紫色低酚抗虫棉品种的培育过程，即先用白色低酚不抗虫棉及紫色高酚抗虫棉的两种纯合品种杂交，得到F₁，F₁再自交得到F₂；采用基因工程技术将毒蛋白基因导入F₂的离体细胞中；最后采用植物组织培养技术将转基因细胞培育成转基因植株．

解答 解：（1）白色低酚不抗虫棉及紫色高酚抗虫棉的两种纯合品种杂交所得F₁为双杂合子，根据基因自由组合定律，双杂合子自交所得F₂群体中，有9种基因型，4种表现型，纯合子基因型有四种．杂交育种的原理是基因重组．
（2）紫色低酚不抗虫是选育的优良性状，因此要制备出所需要的转基因细胞，作为其中的受体细胞应从表现型为 紫色低酚不抗虫的棉株上获得；将目的基因导入受体细胞之前，应先在细胞外通过基因表达载体的构建形成重组质粒．为检测目的基因是否导入，一般是通过标记基因是否表达予以确定．
（3）将转基因细胞培育成紫色低酚抗虫棉，需要采用植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞的全能性．
（4）要快速获得紫色低酚抗虫棉的纯合体，应采用单倍体育种方法，即先用紫色低酚抗虫棉的花药离体培养得单倍体幼苗，再用秋水仙素处理成纯合体．
故答案为：
（1）9、4、4     基因重组
（2）紫色低酚不抗虫      重组DNA（或重组质粒）  标记基因
（3）植物组织培养  细胞全能性
（4）单倍体       先用紫色低酚抗虫棉的花药离体培养得单倍体幼苗，冉用秋水仙素处理成纯合体

点评 本题结合遗传图解，考查基因自由组合定律的实质及应用、育种、基因工程及细胞工程等相关知识，要求考生掌握基因自由组合定律的实质，能运用逐对分析法进行简单的计算；识记几种常见的育种方法的原理、过程等知识；识记基因工程的操作步骤及植物组织培养技术的应用．