Question

14．抗旱农作物因能在缺水环境下正常生长而具有重要的经济价值．多数抗旱农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，但在叶肉细胞中却很难找到此代谢产物．
（1）在抗旱农作物的叶肉细胞中很难找到与抗旱有关的代谢产物的根本原因是基因进行选择性表达．
（2）rr突变前细胞突变后细胞

现有一植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r（不抗旱）．已知旱敏型植物（基因型为rr）分生区的某细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变，其产生的两个子细胞的基因型分别为Rr和rr，请在右侧方框内画出该分生区细胞突变后有丝分裂中期的图象．

（3）为培育能稳定遗传的具有抗旱和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下的流程图进行育种．

①杂交育种利用的遗传学原理是基因重组．
②在流程图中的“筛选和交配”环节中，你会用什么方法筛选具有抗旱性的植物？在干旱的环境中种植以筛选具有抗旱性的植物．
③最早在F3（代）选取出符合要求的品种．
④若采用单倍体育种，则应在F1（代）选取花粉粒．经过离体培养，花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是花粉细胞内含有全套的遗传物质．

Answer 1

分析 结合题意分析：细胞分化的原因就是不同细胞的遗传信息的表达情况不同，但是它们的遗传物质是相同的．
基因突变发生在细胞分裂间期DNA复制时，当DNA分子的两条链时，如果两条链上的碱基均改变，则复制形成的2个DNA分子均发生突变，即由一个R变成两个r基因；如果只有一条链上的碱基改变，则由一个R基因突变为Rr两个基因．
在解答第三小题时，用基因型的方式写出育种流程，再用基因自由组合定律进行解解题．

解答 解：（1）抗旱性农作物的叶肉细胞是分化了的细胞，由于基因选择性表达，所以在叶肉细胞中找不到与抗旱有关的代谢产物．
（2）根据提供的子细胞的基因组成（Rr和rr）可推知，rr复制后变成了Rrrr，即只涉及一个基因发生的突变．细胞突变后的有丝分裂中期图为：

（3）①杂交育种利用的遗传学原理是基因重组．
②最简单的筛选具抗旱性的植物的方法是将获得的植株在干旱的环境中种植，能正常生长的植株是抗旱性植物．
③F₂中就出现了所要的品种，但是由于具有该性状的基因型有两种（如$\frac{1}{16}$AAbb、$\frac{2}{16}$Aabb），因此不能筛选出来；需要再自交一代，从F₃中选出我们需要的品种．
④如果用单倍体方式育种，则可取F₁植株的粉粒，进行花药离体培养．由于配子中有全套遗传物质，所以可发育成单倍体植株．
故答案为：
（1）基因进行选择性表达   
（2）见图

（3）①基因重组
②在干旱的环境中种植以筛选具有抗旱性的植物
③F3   
④F1     花粉细胞内含有全套的遗传物质

点评 本题以基因突变、基因工程和杂交育种图为载体，考查育种的方法，意在考查考生的识图能力和识记能力；重点考查变异在育种上的应用，要求学生熟练掌握可遗传变异的类型，及基因工程和杂交育种的原理、方法、优缺点和典例．