题目内容

14．研究抗旱性状的农作物有重要的经济价值，育种人员发现一株具有较强抗旱性状的二倍体杂草，其体细胞内有一个抗旱基因M，其等位基因为m（不抗旱）．M、m基因转录链上部分核苷酸序列如图，请回答下列问题：

（1）若原野生杂草是不具抗旱性状的mm植株，则此抗旱性状杂草的出现是由于基因m中T→A（填写转录链的碱基变化）所导致的．若该细胞是一个胚囊母细胞（将要通过减数分裂形成卵细胞的原始生殖细胞，相当于卵原细胞），则其分裂产生的卵细胞基因型是M的几率是$\frac{1}{2}$．正常情况下，基因M在细胞中最多有2个．
（2）育种人员利用基因工程技术从该抗旱杂草中克隆得到抗旱基因，并转入水稻细胞，获得转基因水稻植株．选取甲和乙两个抗旱的转基因水稻植株分别自交，结果见如表：
亲本子一代
抗旱性状（株）不抗旱性状（株）
甲29198
乙38926
如果转入水稻的抗旱基因都能正常表达，乙的子一代中不抗旱植株的比例显著比甲的低，根据表中数据分析其可能的原因是甲细胞中有一个抗性基因（或抗旱基因位于一条染色体上），乙细胞中有两个抗性基因，且两个抗性基因位于非同源染色体上．
（3）已知上述甲、乙抗旱水稻同时具有多颗粒性状（其中多颗粒性状是显性，并且该对基因为杂合，两对性状各由一对等位基因控制）．为获得能稳定遗传的、具有抗旱性和多颗粒性状的优良水稻品种，育种人员按以下两种方法进行育种：
①以甲为材料设计育种方案：自交→F1人工选择（汰劣留良）→F1自交→F2人工选择→自交…→性状稳定的优良品种．F1中自交性状不分离植株所占的比例为$\frac{1}{4}$．该过程中的“汰劣留良”环节从F1代开始，这是因为出现了性状分离，具体操作是将F1种子种植在干旱环境中，并从具有多颗粒性状的植株上收获种子．
②以乙为材料设计育种方案，并在最短时间内培育并获得含有抗旱基因的纯合植株．该方案采用的育种方法应该是单倍体育种．

分析 四种育种方法：

 杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种
方法 （1）杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理花药离体培养、秋水仙素诱导加倍  秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组基因突变  染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种）  染色体变异（染色体组成倍增加）

解答 解：（1）从题中所给的M和m基因的碱基序列可知，此抗旱性状杂草的出现是由于基因m中 T→A所导致的．该生物的基因型为Mm，其产生基因型为M的卵细胞的概率为 $\frac{1}{2}$．正常情况下，基因M在有丝分裂间期DNA复制后细胞中有 2个．
（2）据图分析，甲自交后代抗旱性状：不抗旱性状=3：1，乙自交后代抗旱性状：不抗旱性状=15：1，其可能的原因是甲细胞中有一个抗性基因，乙细胞中有两个抗性基因，且两个抗性基因位于非同源染色体上．
（3）已知上述甲、乙抗旱水稻同时具有多颗粒性状（其中多颗粒性状是显性，并且该对基因为杂合，两对性状各由一对等位基因控制）．为获得能稳定遗传的、具有抗旱性和多颗粒性状的优良水稻品种，育种人员按以下两种方法进行育种：
①根据题意可知，本题涉及两对等位基因，并且能够独立遗传，因此具有两对相对性状的个体杂交，产生的子一代，F1中自交性状不分离植株（纯合子）所占的比例=$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{1}{4}$．该过程中的“汰劣留良”环节从F1代开始，这是因为出现了性状分离，具体操作是将F1种子种植在干旱环境中，并从具有多颗粒性状的植株上收获种子．
②以乙为材料设计育种方案，并在最短时间内培育并获得含有抗旱基因的纯合植株．该方案采用的育种方法应该是单倍体育种．
故答案为：
（1）T→A      $\frac{1}{2}$       2
（2）有一个抗性基因（或抗旱基因位于一条染色体上）      有两个抗性基因，且两个抗性基因位于非同源染色体上
（3）①$\frac{1}{4}$    性状分离       干旱     具有多颗粒性状
②单倍体育种

点评 本题考查了基因突变、遗传定律、生物变异及其应用，要求考生基因突变的概念及类型，掌握基因分离定律和自由组合定律的实质；掌握生物变异的类型及其在育种中的应用，能结合所学的知识准确答题．

练习册系列答案
相关题目
1．如图是植物所进行的某种活动，据图完成问题：
（1）该生理活动的名称是光合作用．
（2）它是在叶肉细胞内被称为叶绿体的细胞器中进行的．
（3）图中A、B、C各自所代表的是：
A、ATPB、[H]C、（CH2O）．
（4）需要消耗物质A和B的生理过程③的名称是C3还原
（5）图中编号①所表示的生理过程是水的光解
（6）如果该细胞器基质中的酶因某种原因而被破坏，则这一生理活动过程的两个阶段中，最先受到影响的阶段是暗反应．
5．回答下列有关生物进化与多样性的问题．
    研究者对某保护区内鸟类资源调查过程中，发现保护区内有MG、CE、DP、DW四个地雀种群，其中只有地雀MG与地雀CE可以交配产生可育后代，其余地雀之间不能互相交配．在不同生活季节中，地雀数量有很大差异．图（1）所示为三年间地雀DW种群越冬个体某种基因频率的调查结果．

（1）DW种群是否发生进化？是，理由是因为该种群的基因频率在不断改变．
研究显示，保护区内地雀喙的形态与ALX1基因高度相关．图2显示MG、CE、DP、DW四种地雀ALX1基因的核苷酸序列多样性．
（2）造成地雀ALX1基因的核苷酸序列多样性的本质是ALX1基因中碱基对的替换、缺失或增加．以下分析错误的是B．
A．与MG亲缘关系最近的是CEB．与DP亲缘关系最远的是DW
C．DP和DW之间存在生殖隔离D．地雀喙的形态差异是自然选择的结果
研究者发现，保护区内很多地雀都爱捕食某种蛾，这种娥因具有多种体色而被捕率不同．对该种娥的两个种群进行种群密度调查结果如下表．
基因型A种群（只）B种群（只）
WaWb2000
WaWa50120
WbWc100200
WcWc15050
WaWc10080
（3）调查保护区内娥的种群密度采用标记重捕法．由于地雀的捕食，B种群中WbWc的个体明显增多．对这个现象的解释，正确的是B．
A．人工选择B．适者生存C．用进废退D．定向变异
（4）以下对A种群和B种群的分析比较正确的有ACD（多选）
A．Wa基因在A种群中的频率为33%
B．B种群中具有WaWb的物种已经灭绝
C．地雀对娥的选择性捕食决定了娥的进化方向
D．就W基因而言，A种群的遗传多样性高于B种群
（5）已知上述A和B种群中每个个体有104对基因，每个基因的突变几率都是10-5，则种群A中出现突变的基因数是120．
2．如图表示某草原生态系统的主要食物链，①②代表相应种群的同化量．判断以下叙述正确的是（　　）
A．在数值上可有等式①=②+③+④
B．狼的存在在客观上起到促进兔种群发展的作用
C．狼可从兔获得信息，而兔不能从狼获得信息
D．$\frac{②}{①}$表示第一营养级到第二营养级的能量传递效率
9．如图表示人体肌细胞与其相关的内环境之间的物质交换，相关叙述不正确的是（　　）
A．X、Y、Z维持相对稳定是通过神经---体液---免疫调节机制实现的
B．X为肌细胞提供营养物质，肌细胞的代谢产物透过细胞膜进入X
C．肌细胞、X、Y三部位O2浓度的大小关系为肌细胞＞X＞Y
D．X、Y、Z渗透压下降会减弱对下丘脑的刺激，使其减少对抗利尿激素的分泌
19．关于人体内环境与稳态的有关说法，不正确的是（　　）
A．血浆渗透压的大小主要与Na+、Cl-、蛋白质的含量有关
B．内环境稳态是指内环境的化学成分和理化性质保持不变
C．体内细胞大多需要通过内环境才能与外界环境进行物质交换
D．正常人体血浆pH保持相对稳定与HCO3-、HPO42-等离子有关
6．如图表示某生态系统中4种成分之间的关系．下列相关叙述，正确的是（　　）
A．1和2包含着所有种群构成的群落
B．3→4过程的加强是温室效应形成的主要原因
C．①代表光合作用，②代表呼吸作用
D．4可以表示大气中的CO2
3．某研究性学习小组对草原湖生态系统进行了调查研究，请回答相关问题．     
（1）群落中物种数目的多少称为丰富度．由于地形高低的差异，草原湖不同地段生物的种类和密度不同，体现了群落的水平结构．草原狐每到新的领地，会通过察看是否有其他狐狸的粪便、气味确定该地有没有主人，这属于生态系统的信息传递 功能．
（2 ）图为草原湖局部能量流动示意图，图中字母代表相应能量，数字表示生理过程．

图中 ①、②、③表示的生理过程是呼吸作用，该系统能量从第二营养级到第三营养级的传递效率为e÷b×100% （用图中字母表示），次级消费者粪便中的能量属于初级消费者c的能量．（用图中字母表示）
（3 ）当地纵横交错的公路将某种群分隔开，会产生地理隔离 导致种群间不能进行基因交流．
4．豌豆子叶的黄色（Y）、圆粒种子（R）均为显性．两亲本杂交得到F1，对F1性状的统计结果如图所示．下列叙述错误的是（　　）
A．亲本的基因型是YyRr、yyRr
B．F1有6种基因型
C．F1中黄色圆粒豌豆的基因型是YyRR、YyRr
D．F1中纯合子所占的比例是$\frac{1}{8}$

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