Question

马铃薯起源于南美，是粮菜兼用作物，因其具有高产、适应性强、生育期短等优点成为凉山州的主要栽培作物．马铃薯有四倍体与二倍体马铃薯之分．马铃薯育种进程缓慢主要是山地栽培马铃薯大多为四倍体马铃薯，高度杂合的四倍体马铃薯中隐性基因表现频率低，而有利等位基因很难重组到一个四倍体品种中；马铃薯种植儿年后，易受到农田中马铃薯病毒感染，导致薯块变小、品质变劣、产量逐年下降，可以运用植物组织培养技术解决上述问题．已知，马铃薯的淀粉含量与细胞中A基因的数量有关，含A基因越多，淀粉含量越高．现有AAaa基因的马铃薯品种，专家通过以下操作流程最终获得了淀粉含量高的脱毒优良品种．

（1）将四倍体马铃薯的花粉经①过程培育成单倍体幼苗，主要经历

 

两个阶段．该过程利用的原理是植物细胞的

 

．
（2）该过程使用的MS固体培养基中，除了含水、必需矿质元素、氨基酸、维生素等物质外，还必需添加

 

和

 

．需对培养基进行

 

灭菌．
（3）AAaa基因型的马铃薯经①过程得到的单倍体幼苗基因型是

 

，在幼苗时期经过②过程，常用

 

试剂处理，使染色体数目加倍，得到AAAA AAaa aaaa三种基因型的四倍体植株，其中淀粉含量最高的植株占所有植株的概率为

 

．四倍体植株与单倍体植株比较往往有

 

的特点．
（4）马铃薯的育种过程中也常常选用二倍体马铃薯育种．近年来，通过太空育种、再经科学杂交培育出的紫色马铃薯，因其富含花青素，具有抑制细胞癌变、增强人体免疫力的作用深受消费者喜爱．科学家用一株紫色马铃薯做了以下实验：与一株黄白色马铃薯杂交，F₁紫色：黄白色=1：3；若自交，F₁为紫色：黄白色二8：7，此结果说明控制马铃薯花青素的合成是由

 

对基因控制的．如将F₁中的紫色个体进行测交实验，测交后代紫色：黄白色的比例约为

 

．

Answer 1

考点：植物培养的条件及过程,染色体组的概念、单倍体、二倍体、多倍体,杂交育种

专题：

分析：细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，即要体现全能性必须产生完整个体．
图示为通过花药培养月季花粉植株的两种途径，一种为通过胚状体阶段发育成植株；还有一种途径为：花药

脱分化

愈伤组织

再分化

胚状体→植株，其中脱分化过程需避光培养才能形成愈伤组织，而再分化过程需光培养形成胚状体．

解答： 解：（1）将四倍体马铃薯的花粉经花药离体培养后培育成单倍体幼苗，主要经历脱分化、再分化两个阶段．该过程利用的原理是植物细胞的全能性．
（2）该过程使用的MS固体培养基中，除了含水、必需矿质元素、氨基酸、维生素等物质外，还必需添加蔗糖和植物激素（生长素和细胞分裂素）．需对培养基进行高压蒸汽灭菌．
（3）由于AAaa基因型的马铃薯经过减数分裂能够产生AA、Aa、aa三种基因型的配子，并且比例为1：4：1，因此AAaa基因型的马铃薯经花药离体培养过程得到AA、Aa、aa三种基因型的单倍体幼苗．在幼苗时期常用秋水仙素试剂处理，使染色体数目加倍，得到AAAA、AAaa、aaaa三种基因型的四倍体植株．由于AA的配子比例为

1

6

，因此淀粉含量最高的植株（AAAA）占所有植株的概率为

1

6

．四倍体植株与单倍体植株比较往往有植株高大，马铃薯块茎大，淀粉含量高的特点．
（4）根据题意可知，紫色马铃薯自交，后代表现型比例为8：7，该比例为9：3：3：1比例的变形，因此可以确定该性状是由两对等位基因控制的，可以用AaBb基因表示该马铃薯，即同时含有A基因和B基因即可，并且其中的AABB（显性纯合）致死．由于AABB个体致死，因此自交后代中紫色马铃薯的基因型为：

1

4

AABb、

1

4

AaBB、

1

2

AaBb，紫色个体进行测交实验，测交后代紫色个体所占比例=

1

4

×

1

2

+

1

4

×

1

2

+

1

2

×

1

4

=

3

8

，因此测交后代紫色：黄白色的比例约为3：5．
故答案为：
（1）脱分化、再分化    全能性
（2）蔗糖    植物激素（生长素和细胞分裂素）  高压蒸汽
（3）AA   Aa   aa       秋水仙素    

1

6

    植株高大，马铃薯块茎大，淀粉含量高
（4）2       3：5

点评：本题考查了植物组织培养、育种以及基因自由组合定律的应用等方面的知识，具有一定的综合性和难度，要求考生能够识记植物组织培养的过程和原理；能够确定AAaa基因型的马铃薯产生的配子的种类及比例；能够熟练运用基因的自由组合定律解决相关问题；特别是注意8：7中的“8”原来是“9”，这是显性纯合致死导致的．