Question

【题目】某作物的F1自交形成自交胚的过程如图1中途径1（以两对同源染色体为例）。改造F1相关基因，获得N植株，该植株在形成配子时，有丝分裂替代减数分裂，其卵细胞不能受精，直接发育成克隆胚，过程如图1中途径2。图2表示上述两途径细胞正常分裂过程中，不同时期细胞内染色体、染色单体和DNA含量的关系。请分析回答问题：

（1）图1中，与途径1相比，途径2形成精子过程中，不会发生的变异类型是________。途径1和途径2形成精子过程中，细胞内染色体数最多分别为________。

（2）若考虑n对独立遗传的等位基因，则理论上，自交胚与F1基因型相同的概率是________，克隆胚与N植株基因型相同的概率是________。

（3）图2中，b表示________的含量；由时期Ⅱ进入时期Ⅲ，a消失的原因是________。

（4）图1中，途径1形成卵细胞过程处于图2中时期Ⅱ的细胞名称是________；途径2形成精子或卵细胞过程中，可对应于图2中的时期有________。

Answer 1

【答案】基因重组 8 1/2n 100% 染色体 染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体 次级卵母细胞或极体 时期Ⅰ和时期Ⅲ

【解析】

由题意可知，可以通过两条途径获得F1的优良性状，途径1为正常情况下F1自交获得具有优良性状的子代，途径2中先对M植株进行基因改造，再诱导其进行有丝分裂而非减数分裂产生卵细胞，导致其卵细胞含有与N植株体细胞一样的遗传信息，再使得未受精的卵细胞发育成克隆胚，该个体与N植株的遗传信息一致。

图2中a是姐妹染色单体，b是染色体，c是DNA分子，比较4幅图，该细胞染色体数目为4，时期Ⅰ是有丝分裂前期、中期或减数第一次分裂的细胞；时期Ⅱ是减数第二次分裂前期和中期的细胞，时期Ⅲ是减数第二次分裂后期、末期或有丝分裂结束后形成的子细胞，时期Ⅳ是减数分裂结束形成的子细胞。

（1）途径1是通过减数分裂形成配子，而途径2中通过有丝分裂产生配子，有丝分裂过程中不发生基因重组；染色体数目最多的时期是有丝分裂后期，而根据分析该细胞染色体数目为2n=4，所以染色体数目最多的为4n=8。

（2）由题意可知，要保持F1优良性状需要基因杂合，一对杂合基因的个体自交获得杂合子的概率是1/2，若该植株有n对独立遗传的等位基因，根据自由组合定律，杂合子自交子代中每对基因均杂合的概率为1/2n，故自交胚与F1基因型一致的概率为1/2n，而克隆胚的形成相当于无性繁殖过程，子代和N植株遗传信息一致，故克隆胚与N植株基因型一致的概率是100%。

（3）图2中b表示染色体的含量；由时期Ⅱ进入时期Ⅲ可以表示减数第二次分裂中期进入减数第二次分裂后期，由于染色体着丝点分裂，姐妹染色单体分开形成染色体，所以a（姐妹染色单体）消失。

（4）图2中时期Ⅱ是减数第二次分裂的细胞，在卵细胞形成过程中是次级卵母细胞或极体；途径2形成精子或卵细胞是经过有丝分裂，所以对应时期Ⅰ和时期Ⅲ。