Question

15．某二倍体植物（2n=14）开两性花，可自花传粉．研究者发现有雄性不育植株（即雄蕊发育异常不能产生有功能的花粉，但雌蕊发育正常能接受正常花粉而受精结实），欲选育并用于杂交育种．请回答下列问题：
（1）在杂交育种中，雄性不育植株只能作为亲本中的母本（父本/母本），其应用优势是不必进行去雄操作．
（2）为在开花前即可区分雄性不育植株和可育植株，育种工作者培育出一个三体新品种，其体细胞中增加一条带有易位片段的染色体．相应基因与染色体的关系如图（基因M控制可育，m控制雄性不育；基因R控制种子子叶为茶褐色，r控制黄色）．   
①三体新品种的培育利用了染色体变异原理．
②带有易位片段的染色体不能参与联会，因而该三体新品种的细胞在减数分裂时可形成7个正常的四分体；减数分裂时两条同源染色体彼此分离，分别移向细胞两极，而带有易位片段的染色体随机移向一极．故理论上，含有8条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为$\frac{1}{2}$，经研究发现这样的雄配子不能与雌配子结合．
 ③此品种植株自交，理论上所结的黄色种子与茶褐色种子比例应该是1：1；而实际上所结的黄色种子占70%且发育成的植株均为雄性不育，其余为茶褐色种子，发育成的植株可育．结果说明三体植株产生的含有8条染色体和含有7条染色体的可育雌配子的比例是3：7，这可能与带有易位片段的染色体在减数分裂时的丢失有关．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：雄性不育与可育是一对相对性状，遵循基因的分离定律．植物在减数分裂过程中，同源染色体联会并分离，形成染色体数目减半的配子．

解答 解：（1）由于雄性不育植株的雄蕊异常而雌蕊正常，因此在杂交育种中，雄性不育植株只能做母本；若是正常植株做母本进行杂交时，必须去雄，而雄性不育系减少了去雄的麻烦．
（2）①三体新品种的体细胞中增加一条带有易位片段的染色体，属于染色体变异．
②由于正常体细胞中含有14条染色体，该三体新品种的体细胞中多了一条带有易位片段的染色体，因为易位片段的染色体不能联会，因此在减数分裂联会时能形成7个正常的四分体；减数第一次分裂后期同源染色体分离，由于带有易位片段的染色体随机移向一极，因此含有8条染色体的雄配子占全部雄配子的比例为50%．
③根据题意，该植株的基因型为MmmRrr，产生的配子为mr和MmRr，其中，mr的配子是正常的配子，MmRr的配子是异常的，不能和雌配子结合，则雄性个体产生的配子只有mr能与雌配子结合，两种雌配子的种类为mr和MmRr，则受精卵为mmrr和MmmRrr，表现型为黄色雄性不育和茶褐色可育．所以此品种植株自交，理论上所结的黄色种子与茶褐色种子比例应该是1：1．而由于70%为黄色雄性不育，其余为茶褐色可育，因此，含有8条染色体和含有7条染色体的可育雌配子的比例3：7．
故答案为：
（1）母本    去雄
（2）①染色体变异
②7        $\frac{1}{2}$
③1：1     3：7

点评 本题考查减数分裂和基因分离定律的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．