Question

【題目】某二倍體植物（2n=20）開兩性花，可自花傳粉。研究者發(fā)現(xiàn)有雄性不育植株，欲選育并用于雜交育種。請回答下列問題：

（1）在雜交育種中，雄性不育植株只能作為親本中的___________，其應(yīng)用優(yōu)勢為___________。

（2）為在開花前即可區(qū)分雄性不育植株和可育植株，育種工作者培育出一個(gè)三體新品種，其體細(xì)胞中增加一條帶有易位片段的染色體。相應(yīng)基因與染色體的關(guān)系如下圖（基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制種子為茶褐色，r控制灰色）。

①三體新品種的培育利用了___________原理。

②帶有易位片段的染色體不能參與聯(lián)會(huì)，因而該三體新品種的細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)可形成__個(gè)正常的四分體； _________________________________（時(shí)期）聯(lián)會(huì)的兩條同源染色體彼此分離，分別移向細(xì)胞兩極，而帶有易位片段的染色體隨機(jī)移向一極。故理論上，產(chǎn)生含有11條染色體的雄配子占全部雄配子的比值為___________，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)這樣的雄配子不能與雌配子結(jié)合。

③此品種植株自交，所結(jié)的灰色種子占70%且發(fā)育成的植株均為雄性不育，其余為茶褐色種子，發(fā)育成的植株可育。結(jié)果說明三體植株產(chǎn)生的含有11條染色體和含有10條染色體的可育雌配子的比例是______________________，這可能與帶有易位片段的染色體在減數(shù)分裂時(shí)的丟失有關(guān)，試分析原因______________________。

④若欲利用此品種植株自交后代作為雜交育種的材料，可選擇___________色的種子留種；若欲繼續(xù)獲得新一代的雄性不育植株，可選擇______________________色的種子種植后進(jìn)行自交。

Answer 1

【答案】母本 不必進(jìn)行去雄操作 染色體變異（染色體數(shù)目變異和染色體結(jié)構(gòu)變異） 10 減數(shù)第一次分裂后期 50% 3∶7 部分次級卵母細(xì)胞，在減數(shù)第二次分裂后期，含有易位片段的染色體著絲點(diǎn)未分裂，進(jìn)入極體中（部分次級卵母細(xì)胞，在減數(shù)第二次分裂后期，含有易位片段的染色體著絲點(diǎn)分裂后，同時(shí)進(jìn)入極體中） 灰 茶褐

【解析】

分析圖中，該植株多了一條發(fā)生易位的染色體，所以發(fā)生了染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異。雄性不育與可育是一對相對性狀，遵循基因的分離定律．植物在減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會(huì)并分離，形成染色體數(shù)目減半的配子。

（1）雄性不育植株不能產(chǎn)生正常的精子，所以只能作為親本的母本；在雜交過程中可以不必進(jìn)行去雄操作。

（2）①三體植株染色體數(shù)目多了一條，并且存在易位的現(xiàn)象，所以利用了染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)變異的原理。

②正常體細(xì)胞2n=20，且?guī)в幸孜黄�段的染色體不能參與聯(lián)會(huì)，所以形成正常四分體10個(gè)；減數(shù)第一次分裂后期同源染色體分離；由于帶有易位片段的染色體隨機(jī)移向一極，因此含有11條染色體的雄配子占全部雄配子的比例為50%。

③根據(jù)②同源染色體聯(lián)會(huì)的情況，該植株可以產(chǎn)生兩種配子mr（含有10條染色體）和MmRr（含有11條染色體），MmRr的配子是異常的，不能和雌配子結(jié)合，則雄性個(gè)體產(chǎn)生的配子只有mr能與雌配子結(jié)合，因此受精卵的基因型有mmrr（灰色不育）占70%，MmmRrr（茶褐色雄性可育），所以可育雌配子的比例mr∶MmRr=7∶3，所以含有11條染色體和含有10條染色體的可育雌配子的比例是3∶7；

易位片段在減數(shù)分裂過程中丟失的原因是：部分次級卵母細(xì)胞，在減數(shù)第二次分裂后期，含有易位片段的染色體著絲點(diǎn)未分裂，進(jìn)入極體中或部分次級卵母細(xì)胞，在減數(shù)第二次分裂后期，含有易位片段的染色體著絲點(diǎn)分裂后，同時(shí)進(jìn)入極體中。

④自交后代有兩種mmrr（灰色不育）和MmmRrr（茶褐色雄性可育），如果作為雜交育種的材料需要選擇mmrr（灰色不育）留種，如果需要通過自交繼續(xù)獲得雄性不育植株，則選擇MmmRrr（茶褐色雄性可育）進(jìn)行留種。