Question

抗旱性农作物因能在缺水环境下正常生长，所以其有重要的经济价值．多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到．

（1）解释为什么在抗旱性农作物的叶肉细胞中很难找到与抗旱有关的代谢产物的根本原因

 

．
（2）现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r（不抗旱）．己知旱敏型rr植物的分生区某细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变．其产生的两个子细胞基因型分别为Rr和rr，请在图一右面方框内画出该分生区细胞突变后的有丝分裂中期图．
（3）为培育能稳定遗传的具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按图二流程图进行杂交育种．（注：已知抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制．）
①杂交育种利用的遗传学原理是

 

②在流程图中的“筛选和交配”环节中．你会用什么方法筛选具抗旱性的植物，选出后让抗旱性多颗粒植物自交，后代出现所需理想作物的概率是多少？

 

③最早在

 

代即可选出符合要求的品种．
④若考虑单倍体育种，则应在

 

代选取花粉粒．花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是

 

．

Answer 1

考点：杂交育种,细胞的分化,单倍体诱导与利用

专题：

分析：结合题意分析：细胞分化的原因就是不同细胞的遗传信息的表达情况不同，但是它们的遗传物质是相同的．
基因突变发生在细胞分裂间期DNA复制时，当DNA分子的两条链时，如果两条链上的碱基均改变，则复制形成的2个DNA分子均发生突变，即由一个R变成两个r基因；如果只有一条链上的碱基改变，则由一个R基因突变为Rr两个基因．
在解答第三小题时，用基因型的方式写出育种流程，再用基因自由组合定律进行解解题．

解答： 解：（1）根据题目所给信息“代谢产物能调节根部细胞液内的渗透压，而在叶肉细胞中却很难找到”说明与之相关的基因只在根细胞中表达．
（2）根据提供的子细胞的基因组成（Rr和rr）可推知，rr复制后变成了Rrrr，即只涉及一个基因发生的突变．
（3）①杂交育种的遗传学原理是基因突变．
②在流程图中的“筛选和交配”环节中，由于抗旱植株具有抗旱能力，而旱敏植株不能正常生存，因此可在干旱的环境中种植以筛选抗旱性植物．根据题意可知，F₂中抗旱性多颗粒植物有四种基因型（可用

1

9

RRBB、

2

9

RRBb、

2

9

RrBB、

4

9

RrBb表示），该类型自交，后代出现所需理想作物（RRBB）的概率=

1

9

+

2

9

×

1

4

+

2

9

×

1

4

+

4

9

×

1

16

=

1

4

．
③F₂中就出现了所要的品种，但不能筛选出来；需要再自交一代，从F₃中选出我们需要的品种．
④F₁的细胞中就具有两种优良基因，经过减数分裂，两个优良基因会重组在一个配子中，培养该配子，并在幼苗期用秋水仙素处理，就能得到我们需要的品种．配子细胞内有一个染色体组，即控制该生物生长发育、遗传变异的全部遗传信息．
故答案为：
（1）基因选择性表达
（2）见右图

（3）①基因的自由组合规律（基因重组）
②在干旱的环境中种植以筛选抗旱性植物   

1

4

③F₃           
④F₁    细胞内有全套遗传物质

点评：本题具有一定的难度，考查了细胞分化、基因突变、有丝分裂、基因的自由组合定律的应用、杂交育种、单倍体育种等方面的知识，具有一定的综合性，要求考生具有一定的审题能力、识记能力、理解能力，并能熟练运用基因自由组合定律解题，对考生能力要求较高．