油菜是我国重要的油料作物,培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势(产量等性状优于双亲),但这种优势无法在自交后代中保持,杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。
( 1)油菜具有两性花,去雄是杂交的关键步骤,但人工去雄耗时费力,在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常,肉眼可辨),利用该突变株进行的杂交实验如下:
①由杂交一结果推测,育性正常与雄性不育性状受 _________ 对等位基因控制。在杂交二中,雄性不育为 _________ 性性状。
②杂交一与杂交二的F 1 表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的 3个基因(A 1 、 A 2 、 A 3 )决定。品系 1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A 1 A 1 、 A 2 A 2 、 A 3 A 3 。根据杂交一、二的结果,判断 A 1 、 A 2 、 A 3 之间的显隐性关系是 _________ 。
( 2)利用上述基因间的关系,可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子(YF 1 ),供农业生产使用,主要过程如下:
①经过图中虚线框内的杂交后,可将品系3的优良性状与 _________ 性状整合在同一植株上,该植株所结种子的基因型及比例为 _________ 。
②将上述种子种成母本行,将基因型为 _________ 的品系种成父本行,用于制备 YF 1 。
③为制备YF 1 ,油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则,得到的种子给农户种植后,会导致油菜籽减产,其原因是 _________ 。
( 3)上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时(散粉前)完成,供操作的时间短,还有因辨别失误而漏拔的可能。有人设想:“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植株的育性”,请用控制该性状的等位基因(E、e)及其与A基因在染色体上的位置关系展示这一设想 ____________________ 。
一 显 A 1 对 A 2 为显性; A 2 对 A 3 为显性 雄性不育 A 2 A 3 : A 3 A 3 =1:1 A 1 A 1 所得种子中混有 A 3 A 3 自交产生的种子、 A 2 A 3 与 A 3 A 3 杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育
【分析】
分析遗传图解,杂交一中,雄性不育植株与品系 1 杂交, F 1 全部育性正常, F 1 自交获得的 F 2 中育性正常和雄性不育出现性状分离比为 3:1 ,由此推测控制雄性不育和育性正常是一对相对性状,由一对等位基因控制。
杂交二中,亲本雄性不育与品系 3 杂交,后代全为雄性不育,说明雄性不育为显性,品系 3 的性状为隐性。 F 1 雄性不育与品系 3 杂交,后代育性正常:雄性不育比例为 1:1 ,属于测交实验。
【详解】
( 1 ) ①通过分析可知,育性正常与雄性不育性状受一对等位基因控制;杂交二中,雄性不育为显性性状。
②品系 1 、雄性不育株、品系 3 的基因型分别为 A 1 A 1 、 A 2 A 2 、 A 3 A 3 ,通过分析可知,杂交一 A 1 为显性基因, A 2 为隐性,杂交二 A 2 为显性, A 3 为隐性,由此推断 A 1 、 A 2 、 A 3 之间的显隐性关系是: A 1 > A 2 > A 3 。
( 2 ) ①通过杂交二,可将品系 3 ( A 3 A 3 )的优良性状与雄性不育株( A 2 A 2 )杂交,得到 A 2 A 3 ,再与 A 3 A 3 杂交,得到 A 2 A 3 : A 3 A 3 =1:1 。
②将 A 2 A 3 和 A 3 A 3 种植成母本行,将基因型为 A 1 A 1 的品系 1 种成父本行,制备 YF1 即 A 1 A 3 。
③由于母本行是 A 2 A 3 (雄性不育)和 A 3 A 3 (雄性可育),父本行是 A 1 A 1 (雄性可育),要得到 YF1 ( A 1 A 3 ),需要在油菜刚开花时应拔除母本行中 A 2 A 3 (雄性不育,其雄蕊异常、肉眼可辨)植株,否则,所得种子中混有 A 3 A 3 自交产生的种子、 A 2 A 3 与 A 3 A 3 杂交所产生的种子,这些种子在生产上无杂种优势且部分雄性不育,种植后会导致减产。
( 3 )将 E 基因移入 A 2 基因所在的染色体,将 e 基因移入 A 3 基因所在的染色体,则表现 E 基因性状个体为不育,未表现 E 基因性状个体为可育,这样可以通过判断是否表现 E 基因性状而对 A 2 A 3 和 A 3 A 3 进行判断。
【点睛】
本题考查基因分离定律的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识综合分析问题的能力。
序号 | 类型 | 计算公式 |
1 | 患甲病的概率m | 则非甲病概率为1-m |
2 | 患乙病的概率n | 则非乙病概率为1-n |
3 | 只患甲病的概率 | m(1-n) |
4 | 只患乙病的概率 | n(1-m) |
5 | 同时患两种病的概率 | mn |
6 | 只患一种病的概率 | m(1-n)+n(1-m) |
7 | 患病概率 | 1-(1-m)(1-n) |
8 | 不患病概率 | (1-m)(1-n) |
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