禹城市第一中學(xué) 于輝 2010年7月29日 14:06
一道遺傳綜合題
石刁柏（嫩莖俗稱蘆筍）是一種名貴蔬菜，為XY型性別決定的雌雄異株植物。其染色體數(shù)目為2N=20，野生型石刁柏（純合體）葉窄，產(chǎn)量低。在某野生型種群中，發(fā)現(xiàn)生長著少量幾株闊葉石刁柏（突變型），雌株、雄株均有，雄株的產(chǎn)量高于雌株。
1. 該闊葉突變型的出現(xiàn)，可能是由于環(huán)境因素改變引起的不遺傳變異，也可能是可遺傳變異。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)方案加以判斷。
2. 若是可遺傳的變異，要大面積擴(kuò)大種植突變型石刁柏，可用 來大量繁殖。有人認(rèn)為闊葉突變株是具有雜種優(yōu)勢(shì)或具有多倍體特點(diǎn)的緣故。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)來鑒定突變型的出現(xiàn)時(shí)基因突變還是染色體組加倍所致？
3. 若已經(jīng)證實(shí)闊葉為基因突變所致，有兩種可能：一是顯性突變；二是隱性突變。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案加以判定。（要求寫出雜交組合，雜交結(jié)果，得出結(jié)論）
4. 若已經(jīng)證實(shí)闊葉為顯性突變所致，突變基因可能位于常染色體上，也可能位于X染色體上。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)方案加以判定。（要求寫出雜交組合，雜家結(jié)果，得出結(jié)論）
5. 如果已經(jīng)證實(shí)闊葉為顯性突變所致且控制窄葉和闊葉的基因位于X染色體上。由于雄性的蘆筍產(chǎn)量高于雌株，某園藝場(chǎng)需要通過雜交育種培養(yǎng)出一批再幼苗時(shí)期就能識(shí)別出雄性的植株，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)用的雜交方案。（提供的植株有闊葉雌、雄株，窄葉雌、雄株，要求用遺傳圖解表示雜交方案，基因用B，b表示）
6. 同為突變型的闊葉石刁柏，其雄株的產(chǎn)量與質(zhì)量都超過雌株，請(qǐng)你從提高經(jīng)濟(jì)效益和育種效率的角度考慮，提出兩種合理的育種方案。
7. 野生石刁柏種群歷經(jīng)百年，窄葉基因頻率由98%變?yōu)?/span>10%。
（1） 用現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡要分析窄葉基因頻率不到10%的原因。
（2） 石刁柏是否已經(jīng)發(fā)生了生物進(jìn)化，為什么？
（3） 是否形成了新物種，為什么？
8.若石刁柏有另外兩個(gè)變種：變種1只抗銹菌1，變種2只抗銹菌2.將上述兩個(gè)變種作為親本雜交，發(fā)現(xiàn)雜種F1對(duì)兩種銹菌都有抗性，F1自交由F2植株的表現(xiàn)型和植株數(shù)目如下：
|
| 抗銹菌2 | 抗銹菌2 |
| 抗銹菌1 | 110 | 43 |
| 抗銹菌1 | 32 | 9 |
分析并回答下列問題：
（1）兩個(gè)變種雜交，雜種F1對(duì)兩種銹菌都有抗性說明 。自設(shè)基因推測(cè)變種1和變種2的基因型分別是 。
（2）根據(jù)以上推測(cè)可以得出的結(jié)論是：兩個(gè)突變基因位于 （同源、非同源）染色體上，判斷的理由 。
（3）試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（2）的結(jié)論的正確性。
9.下圖為石刁柏性染色體簡圖，X、Y染色體有一部分是同源區(qū)段（圖中Ⅰ片段），該部分基因互為等位，在X和Y上都有，另一部分是非同源區(qū)段（圖中的Ⅱ-1、Ⅱ-2片段），該部分基因不互為等位，只有X或Y上有。若自然界中該種植物的雌雄植株均為高桿（基因位于性染色體上）。育種專家用理化方法對(duì)高桿植株進(jìn)行人工誘變處理，在其后代中發(fā)現(xiàn)了個(gè)別矮桿植株（雌雄都有），假若突變體是隱性突變體（D→d），只做一代雜交試驗(yàn)，推測(cè)雜交子一代可能出現(xiàn)的性狀，并以此為依據(jù)，推斷控制該性狀的基因是位于Ⅰ片段還是Ⅱ-2片段（用雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解表示并作簡要說明）。
10.某研究小組的同學(xué)打算針對(duì)玉米的一對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行雜交試驗(yàn)，以探究這對(duì)性狀的遺傳是否屬于伴性遺傳。你認(rèn)為他們的研究是否有意義？為什么？
答案：
1. 選用多株闊葉突變型石刁柏雌、雄雜交，雜交后代在適宜條件下培養(yǎng)。若雜交后代全為窄葉野生型，則是由于環(huán)境因素造成的不遺傳的變異，若雜交后代出現(xiàn)了闊葉突變型，則是可遺傳的變異。
2. 植物組織培養(yǎng)。取根尖分生區(qū)制成裝片，顯微鏡觀察有絲分裂中期細(xì)胞同源染色體數(shù)目。若觀察到同源染色體增倍，則屬于染色體組加倍所致，否則為基因突變。
3. 選用多株闊葉突變型石刁柏雌雄相交。若雜交后代出現(xiàn)了野生型，則為顯性突變所致；若雜交后代僅出現(xiàn)突變型，則為隱性突變所致。
4. 選用多對(duì)野生型雌性植株與突變型雄性植株作為親本雜交。若后代野生型全為雄株，突變型全為雌株，則這對(duì)基因位于X染色體上；若雜交后代野生型和突變型雌性雄性均有，則這對(duì)基因位于常染色體上。
5. 選用闊葉雄性植株與窄葉雌性植株作為親本雜交。子代表現(xiàn)為窄葉的為雄株，表現(xiàn)為闊葉的為雌株。
6. 方案1：利用植物細(xì)胞的全能性進(jìn)行組織培養(yǎng)。
方案2.：利用單倍體育種獲得醇和的XX植株和YY植株，再讓其雜交產(chǎn)生大量雄株。
7.（1）窄葉性狀不利于生存，在自然選擇的作用下，具有窄葉性狀的植株被淘汰，故窄葉基因頻率低。
（2）已進(jìn)化。因?yàn)樯镞M(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群的基因頻率的改變。
（3）沒有形成新物種。因?yàn)闆]有生殖隔離。
8.（1）兩種抗性基因都是顯性基因。 AAbb aaBB
（2）非同源 因?yàn)?/span>F2中四種表現(xiàn)型及比例是9:3:3:1，符合自由組合定律。
（3）F1與感1感2植株測(cè)交，測(cè)交后代有四種表現(xiàn)型，比例相等。
9.選擇矮桿雌株與原始高桿雄株進(jìn)行雜交。
如果基因位于Ⅰ片段，則遺傳圖解為：
如果基因位于Ⅱ-2片段，則遺傳圖解為：
由上述圖解可知：如果子代的雌雄均為高桿，說明基因位于Ⅰ片段，如果子代的雌株均為高桿，雄株均為矮桿，則說明給予你位于圖中的Ⅱ-2片段。
10.無意義。因?yàn)橛衩资谴菩弁曛参?，不存在伴性遺傳。
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