Question

14．如图甲是无子西瓜育种的流程图，但无子西瓜在栽培过程中会出现空心果，科研人员发现这种现象与P基因有关（以P+表示正常果基因，p-表示空心果基因）．他们利用生物技术对此基因的变化进行了检测，结果如图乙所示．请据图回答下列有关问题：

（1）图甲中培育三倍体无子西瓜依据的原理是染色体数目变异；依据图甲所示过程培育三倍体西瓜制种过程很烦琐，因此可以采取植物细胞工程中植物组织培养技术进行培育．
（2）图甲用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子时，可诱导四倍体的产生，处理后形成的四倍体植株体细胞染色体组数可能有2、4、8．
（3）根据图乙分析，正常果基因成为空心果基因的根本原因是基因突变；已知限制酶X识别序列为CCGG，若用限制酶X完全切割图乙中空心果的p-基因部分区域，那么空心果的基因则被切成长度为460 对碱基和220对碱基的两种片断．

Answer 1

分析 1、培育无籽西瓜时，秋水仙素可处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子；处理后形成的四倍体植株，被秋水仙素处理的部分体细胞中含有4个染色体组，而没有被秋水仙素处理的部分（如根部）体细胞中含有2个染色体组，含有4个染色体组的体细胞进行有丝分裂过程中，在有丝分裂后期还会出现8个染色体组的细胞．
2、培育三倍体无籽西瓜依据的原理是染色体变异，衡量两个生物是否为同一物种的依据是看：二者是否存在生殖隔离．
3、培育无子果实可以有两种方法：一依据染色体变异原理，如无籽西瓜，二生长素促进果实的发育，如无子番茄．
4、根据图乙分析，空心果基因有一对碱基对被改变，属于基因突变；限制酶X能识别正常果基因，但不能识别空心果基因，依据突变位置可推知：限制酶X识别序列最可能是 CCGG．

解答 解：（1）图甲中培育三倍体无子西瓜依据的原理是染色体数目变异；依据图甲所示过程培育三倍体西瓜制种过程很烦琐，而无性繁殖可以保持亲本的优良性状，可以采取植物细胞工程中植物组织培养技术进行培育．
（2）多倍体育种过程中，常用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗或萌发的种子时；处理后形成的四倍体植株，被秋水仙素处理的部分体细胞中含有4个染色体组，而没有被秋水仙素处理的部分（如根部）体细胞中含有2个染色体组，含有4个染色体组的体细胞进行有丝分裂过程中，还会出现8个染色体组的细胞．
（3）根据图乙可以看出，正常果与空心果基因的区别是有一对碱基对不同，故发生了碱基对的替换，即基因突变．由于正常果基因中的一个片段发生基因突变后不能被限制酶X切割，故空心果基因中只有一个限制酶X的切割位点，所以切割后有460和220对碱基两种片段．
故答案为：
（1）染色体数目变异    植物组织培养
（2）萌发的种子      2、4、8
（3）基因突变     460     220

点评 本题考查了生物变异和基因工程的有关知识，要求考生掌握多倍体育种过程的原理和方法，识记基因突变的概念，能够结合题图信息准确答题．