Question

【題目】隨著科學的發展，人們嘗試多種育種技術。科研人員常需要對實驗結果分析，大膽假設，推斷生物變異原因。請結合實例分析，回答相關問題：

（1）我國科研人員從1987年開始用返回式衛星和神舟飛船進行太空育種，該育種技術的原理是________，該方法能________突變率，縮短育種周期。

（2）某育種工作者用X射線照射玉米紫株A后，讓其與綠株雜交，發現近千株子代中出現兩株綠株（記為綠株B）。為研究綠株B變異原因，讓綠株B與正常純合的紫株C雜交得到F1，F1自交得到F2。

科學家推測： X射線照射紫株A導致其6號染色體斷裂，缺失基因N的片段 （注： 一條染色體片段缺失不影響個體生存；兩條同源染色體缺失相同的片段，個體死亡）。如果此假設正確，則F1的表現型為____________；F1自交得到的F2中，紫株所占比例應為________。

（3）若利用細胞學方法驗證（2）題的推測，可選擇圖中的_____（植株）的______分裂的細胞進行顯微鏡觀察。原因是同源染色體會_________，便于對比觀察染色體片段是否缺失。

（4）某昆蟲性別決定方式不確定，其紅眼（B）對白眼（b）為顯性，若眼色基因僅位于X或Z染色體上，請你用一次簡單雜交實驗判斷該昆蟲的性別決定方式是XY型還是ZW型（不考慮性染色體的同源區段）。要求：寫出實驗思路和預期結果，并得出結論。_______________________________________。

Answer 1

【答案】基因突變（或突變） 提高 全為紫株 6/7 B 減數（或減數第一次等合理答案） 配對（聯會） 方案一：讓白眼雌性與紅眼雄性雜交，觀察統計后代性狀

若子代雌性全紅色，雄全白（或子代雌性雄性性狀不同），則為XY型；

若子代無論雌雄都是紅色或紅眼白眼都有（或子代雌性雄性性狀相同），則為ZW型

方案二： 讓紅眼雌性與白眼雄性雜交，觀察統計后代性狀

若子代雌雄性全紅色或紅眼白眼都有（或子代雌性雄性性狀相同），則為XY型；

若子代雌性是白色，雄性紅色（或子代雌性雄性性狀不同），則為ZW型

【解析】

基因分離定律的實質：位于同源染色體上的等位基因隨著同源染色體的分離而分離，分別進入不同的配子中，隨配子獨立遺傳給后代；基因突變是指基因中堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結構的改變。

（1）利用太空特殊的環境使種子產生變異，此種育種原理是誘變育種，利用的原理是基因突變，誘變育種能提高基因突變的頻率，縮短育種周期。

（2）若假設正確，則產生綠株的原因是染色體變異，即綠株B的一條染色體缺失含有基因N的片段，因此其能產生2種配子，一種配子含有基因n，另一種配子6號染色體斷裂缺失含N的片段，綠株B與正常純合的紫株C（NN）雜交，F1有兩種基因型（比例相等）：Nn和缺失一條染色體片段的紫株，均表現為紫株；F1自交得到的F2，由于兩條染色體缺失相同的片段的個體死亡，所以F2中紫株所占比例應為6/7。

（3）基因突變在顯微鏡下無法觀察到，而染色體變異可在顯微鏡下觀察到，所以假設（2）可以通過細胞學的方法來驗證，即在顯微鏡下觀察綠株B細胞減數分裂過程中的染色體，因為減數第一次分裂前期同源染色體聯會，因此通過觀察聯會的6號染色體是否相同即可。

（4）對于XY型的生物，異型為雄性，而對于ZW型生物，異型為雌性。根據昆蟲的顏色判斷性染色體的組成方式，可采用白眼雌性與紅眼雄性雜交，觀察統計后代性狀，若子代雌性全紅色，雄全白（或子代雌性雄性性狀不同），則為XY型；若子代無論雌雄都是紅色或紅眼白眼都有（或子代雌性雄性性狀相同），則為ZW型。也可以讓紅眼雌性與白眼雄性雜交，觀察統計后代性狀，若子代雌雄性全紅色或紅眼白眼都有（或子代雌性雄性性狀相同），則為XY型；若子代雌性是白色，雄性紅色（或子代雌性雄性性狀不同），則為ZW型。