Question

【題目】黃豆，又稱大豆（2N=40），其花為兩性花，是一年生自花傳粉的植物，原產我國，至今已有5000年的種植史。黃豆不但蛋白質含量高，并含有多種人體必需氨基酸，加工后的各種豆制品如豆腐、豆漿等已成為風靡世界的健康食品。

（1）對黃豆基因組測序時，需要研究___________條染色體上的基因。

（2）欲把兩個黃豆品種的優良性狀集中在一起，常用的育種方法是___________，其中所依據的主要遺傳學原理是______________________。

（3）育種專家發現黃豆有雄性不育植株（花中無花粉或花粉敗育，但雌蕊正常），經研究發現，雄性可育和不育是受一對等位基因A、a控制的，可育為顯性。請回答下列問題。

①為了研究其遺傳特點，育種專家利用雄性不育植株與純合可育植株雜交得F1代，讓F1代連續自交得F3，F3代中雄性可育植株占的比例是___________。

②在雜交育種過程中，雄性不育植株的應用具有一定的優勢，避免了人工___________步驟。但是雄性不育性狀難以有效的保持和區分，育種專家為解決此問題，培育出了一株新個體，其染色體及基因組成如圖所示（圖中基因B控制種皮為黃色，b為青色，黑色部分是來自其他物種的染色體片段，帶有d純合（dd）致死基因。）該個體培育過程中發生了___________變異。該現象如在自然條件下發生，可為___________提供原材料。

③減數分裂時，圖中兩染色體因差異較大不能正常配對，而其它染色體正常配對，可觀察到___________個四分體；減數分裂正常完成，可產生___________種基因型的配子。

④育種專家發現，黃豆的受精卵中染色體數多或少都不能正常發育。讓該個體自交，各種配子的形成機會和可育性相等，則所結種子中青色所占的比例為___________，若欲繼續獲得新一代的雄性不育植株，可選擇___________色的種子種植后進行自交。

（4）播種時用根瘤菌（0.5公斤菌劑拌10公斤種子）拌種，可增產15% -25%，原因是___________________。

Answer 1

【答案】20 雜交育種 基因重組 5/6 去雄 染色體結構 生物進化 19 4 1/5 黃 根瘤菌與黃豆形成共生關系，黃豆為根瘤菌提供有機養料，根瘤菌能將空氣中的氮氣轉化為含氮的養料供給黃豆生物需要

【解析】

根據題意，雄性可育和不育是受一對等位基因A、a控制的，可育為顯性，故雄性可育基因型為AA、Aa，雄性不育基因型為aa，由于雄性不育植株的花中無花粉或花粉敗育，但雌蕊正常，所以只能利用雄性不育植株作為母本，據此分析。

（1）黃豆的花是兩性花，體細胞中有40條染色體，因此測定它的基因組時，測定20條染色體上的基因即可。

（2）欲把兩個黃豆品種的優良性狀集中在一起，常用的育種方法是雜交育種，雜交育種所依據的原理是基因重組。

（3）①由于雄性不育植株的花中無花粉或花粉敗育，只能作為母本，育種專家利用雄性不育植株aa與純合可育植株AA雜交得F1代，則F1基因型為Aa。F1代自交產生的F2有1/4AA、2/4Aa、1/4aa，其中雄性可育植株的基因型及概率為1/3AA、2/3Aa，則F2代自交產生的F3中，雄性可育植株占的比例是。

②雄性不育系只能做母本，在雜交時不需要人工去雄，因此雄性不育植株的應用具有一定的優勢。根據題意，圖中基因B控制種皮為黃色，b為青色，黑色部分是來自其他物種的染色體片段，帶有d 純合（dd）致死基因），所以該個體培育過程中發生了染色體結構變異，該變異屬于可遺傳變異，該現象如在自然條件下發生，可為生物進化提供原材料。

③大豆是屬于二倍體，含染色體數為40條，共20對同源染色體，但由于減數分裂時，圖中兩條染色體因差異較大不能正常配對，而其它染色體正常配對，所以只可觀察到19個四分體；減數分裂正常完成，但是圖示染色體不能正常配對，因此可產生ABd、ab、AaBbd、0（即無染色體）共4種基因型的配子。

④該個體減數分裂可形成四種比例相同的配子，即ABd、ab、AaBbd、0，讓該個體自交，雌雄配子隨機結合的方式有16種，但受精卵中染色體數多或少都不能正常發育，即配子ABd和AaBbd、ABd和0、ab和AaBbd、ab和0、AaBbd和AaBbd、0和0結合的受精卵不能正常發育），同時d純合致死（ABd和ABd結合形成的受精卵致死），因此后代的基因型及比例為AaBbd（黃色）：aabb（青色）=4：1，所以所結種子中青色所占的比例為1/5。若欲繼續獲得新一代的雄性不育植株即AA或Aa，可選擇黃色的種子種植后進行自交。

（4）根瘤菌拌種時，根瘤菌更容易在黃豆根部形成根瘤，根瘤菌與黃豆形成共生關系，黃豆為根瘤菌提供有機養料，根瘤菌能將空氣中的氮氣轉化為含氮的養料，供給黃豆生長需要。