Question

12．在作物育種中，矮生性狀一直是農(nóng)作物性狀改良的方向．某實驗室利用一定的方法從野生型水稻（株高正常）中獲得甲、乙兩種矮生突變體，并對其展開了以下研究，結(jié)果如下．（注：赤霉素能促進細胞伸長，引起植株增高）
結(jié)果1：檢測發(fā)現(xiàn)，甲植株中僅赤霉素含量顯著低于野生型植株，噴施赤霉素后株高恢復正常；乙株各激素含量與野生型大致相等，噴施各種激素后株高都不能恢復正常．
結(jié)果2：將甲植株與野生型純合子雜交，F(xiàn)₁全為正常，F(xiàn)₁自交，F(xiàn)₂表現(xiàn)型和比例為正常﹕矮生=3﹕1．
請回答下列問題：
（1）有人提出甲、乙的突變可能是染色體變異所致，請簡述從細胞水平對此進行初步判斷的思路．選取甲、乙植株分裂旺盛部位（分生區(qū)、根尖、莖尖等）的細胞，經(jīng)染色、制片得到臨時裝片，顯微觀察，若染色體的形態(tài)或數(shù)目發(fā)生改變，初步判斷為染色體變異，若沒有改變，則不是染色體變異
（2）若證實甲、乙為基因突變所致，在實驗室常用誘變育種方法獲得突變體，假設甲植株突變基因為a（A控制赤霉素的產(chǎn)生），乙植株突變基因為B（b基因控制植物激素受體的合成或合成途徑）．兩對等位基因位于兩對同源染色體上．只考慮甲、乙為純合子情況下，將甲、乙植株雜交后得F₁，F(xiàn)₁自交得到F₂，則：
①根據(jù)結(jié)果2判斷，甲植株是由原來的顯性（顯性/隱性）基因突變而來的．
②甲植株的基因型是aabb，乙植株的基因型是AABB，F(xiàn)₁表現(xiàn)為矮生．
③F₂中表現(xiàn)型矮生﹕正常=13：3，理論上F₂矮生植株中能穩(wěn)定遺傳的占$\frac{3}{13}$．

Answer 1

分析 與基因突變和基因重組不同，染色體變異可以通過光學顯微鏡觀察，一般觀察染色體選擇有絲分裂中期（該時期染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰）．
根據(jù)結(jié)果分析可知，將甲植株與野生型純合子雜交，F(xiàn)₁全為正常，則正常為顯性，即如果是由于基因突變導致的，甲植株可以認為是隱性純合子（用aa）表示．

解答 解：（1）由于染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異均可以在光學顯微鏡下觀察到，因此要從細胞水平對此進行初步判斷是否是染色體變異所致，可以選取甲、乙植株分裂旺盛部位（分生區(qū)、根尖、莖尖等）的細胞，經(jīng)染色、制片得到臨時裝片，顯微觀察，若染色體的形態(tài)或數(shù)目發(fā)生改變，初步判斷為染色體變異；若沒有改變，則不是染色體變異．
（2）誘變育種的原理為基因突變，若證實甲、乙為基因突變所致，在實驗室常用誘變育種方法獲得突變體．，將甲、乙植株雜交后得F₁，F(xiàn)₁自交得到F₂，則：
①根據(jù)結(jié)果分析可知，將甲植株與野生型純合子雜交，F(xiàn)₁全為正常，則正常為顯性，即甲植株是由原來的顯性基因突變而來的．
②假設甲植株突變基因為a（A控制赤霉素的產(chǎn)生），乙植株突變基因為B（b基因控制植物激素受體的合成或合成途徑）．兩對等位基因位于兩對同源染色體上．只考慮甲、乙為純合子情況下，則甲植株的基因型是aabb，乙植株的基因型是AABB，F(xiàn)₁的基因型為AaBb，表現(xiàn)為矮生．
③根據(jù)基因的功能可知，正常的基因型必須符合A_bb，因此F₁AaBb自交，F(xiàn)₂中表現(xiàn)型矮生﹕正常=13：3．矮生植株中純合子有AABB、aaBB、aabb，各占整個子二代的$\frac{1}{16}$，因此理論上F₂矮生植株中能穩(wěn)定遺傳的占$\frac{3}{13}$．
故答案為：
（1）選取甲、乙植株分裂旺盛部位（分生區(qū)、根尖、莖尖等）的細胞，經(jīng)染色、制片得到臨時裝片，顯微觀察，若染色體的形態(tài)或數(shù)目發(fā)生改變，初步判斷為染色體變異，若沒有改變，則不是染色體變異．
（2）誘變育種   
①顯性   
②aabb    AABB    矮生    
③13：3   $\frac{3}{13}$

點評 本題綜合考查了生物變異的有關(guān)知識，要求考生能夠掌握基因突變和染色體變異的區(qū)別，能夠利用基因自由組合定律解決相關(guān)問題，難度適中．