Question

【题目】开两性花的二倍体陆地棉（一年生植物）易得黄萎病，研究人员已从海岛棉分离出抗黄萎病基因S，发现整合到陆地棉的2号染色体或线粒体上的基因S能表达出等效的抗性，但线粒体上的基因S表达的抗性会逐代减弱。通过基因工程得到的幼苗可能有以下多种类型，若幼苗线粒体DNA中含有S基因，则成熟后植株生殖细胞的细胞质也含有S基因。回答下列问题：

（1）符合长期种植要求的种子（幼苗）是图示中的___________。

（2）为了快速地获得更多的符合生产要求的种子，将基因工程得到的幼苗全部种植，逐步进行如下实验：

实验①：将所有具抗性的植株自交得到的种子记为自交系一代，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，检测并记录其抗性。

实验②：同时还将所有具有抗性的植株作为父本（其精子内的线粒体不会进入卵细胞）分别与无抗性的植株杂交得到的种子记为杂交系一代，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，检测并记录其抗性。

在实验①中，进行自交的目的是：a．通过检测自交系一代的抗性，将类型e植株与_______________________（填上图中的序号）区分；b．同时起到_____________________的作用。实验②中检测到的杂交系一代株系抗性及比例的结果可分为_______种类型。若同一株系的自交系一代和杂交系一代都表现为___________________，则其对应的自交系一代就是符合要求的种子。

Answer 1

【答案】 a、d a、b、c、d 保留亲本 3 全部为有抗性

【解析】根据题意分析，抗黄萎病基因S整合到2号染色体和线粒体上的基因S能表达出等效的抗性，但是线粒体上的基因S表达的抗性会逐代减弱。分析图形：a中两条2号染色体和线粒体上都整合了抗黄萎病基因S，b中一条2号染色体和线粒体上都整合了抗黄萎病基因S，c中线粒体上整合了抗黄萎病基因S，d中两条2号染色体都整合了抗黄萎病基因S，e中一条2号染色体上整合了抗黄萎病基因S，f中两条2号染色体和线粒体上都没有整合抗黄萎病基因S。

（1）根据题意可知，线粒体上的基因S表达的抗性会逐代减弱，只有两条2号染色体上都整合了抗黄萎病基因S的个体才能长期保持抗黄萎病能力，所以符合长期种植要求的种子（幼苗）是如图示中的a、d。

（2）实验①中，将所有具抗性的植株自交，结合以上S基因位置的判断分析可知，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，进而可以将e植株与a、b、c、d植株区分开来，同时起到保留亲本的作用。由于a、b、c植物线粒体也有S基因，后代也会有抗性，所以还要将这些具有抗性的植株作为父本与表现型为无抗性的植株杂交得到杂交系一代，将杂交系一代种子全部种植，检测其抗性。若同一株系的植株全部表现为抗黄萎病，则其对应的自交系一代就是符合要求的种子；经以上处理后，有抗性的杂交系一代植株是杂合子，自交得到的自交系二代种子，有纯合、杂合、无抗性三种类型，对应的比例是 1：2：1。