Question

【题目】小麦籽粒硬度是影响加工品质的主要因素，最终决定面粉的用途。我国大面积种植的高产优质小麦品种郑麦9504（硬粒）与硬簇毛麦（软粒）亲缘关系较远，无法进行远缘杂交，为改良郑麦9504，研究人员利用中国春（硬粒）进行了遗传学研究，杂交实验的结果如图所示，请回答问题。

注：A、B、D、V分别表示含7条染色体的染色体组，来源于不同染色体组的染色体之间无法联会。

（1）小麦籽粒表现出的硬粒与软粒为一对______，实验一中杂种F1染色体的组成为______。

（2）由实验二结果可知，选育得到的NAU415与郑麦9504属于同一物种，原因是______。

（3）观察比较NAU415、硬簇毛麦、中国春细胞中______，研究人员发现，NAU415中来自中国春的D组5号染色体短臂缺失，来自硬簇毛麦V组5号染色体的短臂易位至中国春D组缺失短臂的5号染色体上。

（4）进一步研究表明，易位染色体纯合个体的小麦籽粒均为软质。科研人员用PCR扩增了实验二F2个体易位染色体上的特定基因，以此判断易位染色体是否纯合，进行籽粒硬度鉴定。结果如下：

注：M：标准物；1：郑麦9504；2：硬簇毛麦；3：NAU415纯合体；4～10：实验二中F2个体。

在上述检测结果中条带______特异性指示V组5号染色体短臂，F2中个体______为具有V组5号染色体短臂的纯合子。

（5）籽粒硬度主要由Pina、Pinb基因控制。在野生型个体中，Pina、Pinb基因表达产生正常的PINA、PINB蛋白，籽粒为软粒。研究者获得基因后进行测序分析。

①在普通小麦中发现了Pina的等位基因有30余个，科研人员推测，这些等位基因的出现是______的结果，其可能使小麦产生新的______，为生物进化提供原始材料。

②研究人员发现，Pina、Pinb基因广泛存在于小麦、黑麦、大麦等植物中，其中小麦与黑麦野生型Pina基因有95%的序列相同，而小麦与大麦的野生型Pina基因只有90%的序列相同。以下推测合理的是______：

A．小麦、黑麦、大麦起源于共同的祖先

B．黑麦中Pina基因的突变频率低于大麦

C．从亲缘关系看，大麦更易用于小麦籽粒硬度的改良

D．敲除硬粒小麦中的Pina及等位基因可以使籽粒变软

Answer 1

【答案】相对性状 AABBDV NAU415与郑麦9504杂交可产生可育后代（没有生殖隔离） 染色体形态、结构 1、2 8 基因突变 性状 A

【解析】

A、B、D、V分别表示含7条染色体的染色体组，来源于不同染色体组的染色体之间无法联会。题干中的硬簇毛麦和中国春都是六倍体，二者的杂交种F1也为六倍体，染色体组组成为AABBDV。

（1）小麦籽粒表现出的硬粒与软粒为一对相对性状，由实验一中杂交过程可知：硬簇毛麦的产生的配子中含有的染色体组成为ABD，中国春产生的配子中染色体组成为ABV，故杂种F1染色体的组成为AABBDV。

（2）由实验二结果可知，选育得到的NAU415与郑麦9504杂交后代是可育的，既没有产生生殖隔离，所以二者为同一物种。

（3）由于染色体结构变异是可以通过显微镜观察染色体的形态、结构确定变异类型的，所以观察比较NAU415、硬簇毛麦、中国春细胞中染色体的形态、结构，可以发现NAU415中来自中国春的D组5号染色体短臂缺失，来自硬簇毛麦V组5号染色体的短臂易位至中国春D组缺失短臂的5号染色体上。

（4）通过与M标准物、1郑麦9504、2硬簇毛麦、3NAU415纯合体对比，可以发现在上述检测结果中条带1、2特异性指示V组5号染色体短臂，F2中个体8为具有V组5号染色体短臂的纯合子。

（5）①在普通小麦中发现了Pina的等位基因有30余个，这些等位基因的出现是基因突变的结果，其可能使小麦产生新的性状，为生物进化提供原始材料。

②A、已知小麦与黑麦野生型Pina基因有95%的序列相同，而小麦与大麦的野生型Pina基因只有90%的序列相同，故三者起源于共同的祖先，A正确；

B、基因频率是指在一个种群中某种基因占全部等位基因的比值，所以黑麦中Pina基因的突变频率无法与大麦中的基因频率作比较，B错误；

C、由于小麦与黑麦野生型Pina基因有95%的序列相同，从亲缘关系看，黑麦更易用于小麦籽粒硬度的改良，C错误；

D、已知在野生型个体中，Pina、Pinb基因表达产生正常的PINA、PINB蛋白，籽粒为软粒，所以敲除硬粒小麦中的Pina及等位基因不可以使籽粒变软，D错误。

故选A。