Question

【題目】開兩性花的二倍體陸地棉（一年生植物）易得黃萎病，研究人員已從海島棉分離出抗黃萎病基因S，發現整合到陸地棉的2號染色體或線粒體上的基因S能表達出等效的抗性，但線粒體上的基因S表達的抗性會逐代減弱。通過基因工程得到的幼苗可能有以下多種類型，若幼苗線粒體DNA中含有S基因，則成熟后植株生殖細胞的細胞質也含有S基因。回答下列問題：

（1）符合長期種植要求的種子（幼苗）是圖示中的___________。

（2）為了快速地獲得更多的符合生產要求的種子，將基因工程得到的幼苗全部種植，逐步進行如下實驗：

實驗①：將所有具抗性的植株自交得到的種子記為自交系一代，每株的所有種子單獨種植在一起可得到一個株系，檢測并記錄其抗性。

實驗②：同時還將所有具有抗性的植株作為父本（其精子內的線粒體不會進入卵細胞）分別與無抗性的植株雜交得到的種子記為雜交系一代，每株的所有種子單獨種植在一起可得到一個株系，檢測并記錄其抗性。

在實驗①中，進行自交的目的是：a．通過檢測自交系一代的抗性，將類型e植株與_______________________（填上圖中的序號）區分；b．同時起到_____________________的作用。實驗②中檢測到的雜交系一代株系抗性及比例的結果可分為_______種類型。若同一株系的自交系一代和雜交系一代都表現為___________________，則其對應的自交系一代就是符合要求的種子。

Answer 1

【答案】 a、d a、b、c、d 保留親本 3 全部為有抗性

【解析】根據題意分析，抗黃萎病基因S整合到2號染色體和線粒體上的基因S能表達出等效的抗性，但是線粒體上的基因S表達的抗性會逐代減弱。分析圖形：a中兩條2號染色體和線粒體上都整合了抗黃萎病基因S，b中一條2號染色體和線粒體上都整合了抗黃萎病基因S，c中線粒體上整合了抗黃萎病基因S，d中兩條2號染色體都整合了抗黃萎病基因S，e中一條2號染色體上整合了抗黃萎病基因S，f中兩條2號染色體和線粒體上都沒有整合抗黃萎病基因S。

（1）根據題意可知，線粒體上的基因S表達的抗性會逐代減弱，只有兩條2號染色體上都整合了抗黃萎病基因S的個體才能長期保持抗黃萎病能力，所以符合長期種植要求的種子（幼苗）是如圖示中的a、d。

（2）實驗①中，將所有具抗性的植株自交，結合以上S基因位置的判斷分析可知，e植株的后代可能含有抗性，有可能不含抗性，而a、b、c、d的后代都肯定含有抗性，進而可以將e植株與a、b、c、d植株區分開來，同時起到保留親本的作用。由于a、b、c植物線粒體也有S基因，后代也會有抗性，所以還要將這些具有抗性的植株作為父本與表現型為無抗性的植株雜交得到雜交系一代，將雜交系一代種子全部種植，檢測其抗性。若同一株系的植株全部表現為抗黃萎病，則其對應的自交系一代就是符合要求的種子；經以上處理后，有抗性的雜交系一代植株是雜合子，自交得到的自交系二代種子，有純合、雜合、無抗性三種類型，對應的比例是 1：2：1。