Question

10．大豆属于二倍体（染色体数为40）自花授粉植物，杂交育种比较麻烦．育种专家发现有雄性不育植株（花中无花粉或花粉败育，但雌蕊正常），经研究发现，雄性可育和不育是受一对等位基因A、a控制的，可育为显性．请回答下列问题．
（1）为了研究其遗传特点，育种专家利用雄性不育植株作为（父本/母本），与纯合可育杂交得F₁代，让F₁代连续自交得F₃，F₃代中雄性可育植株占的比例是$\frac{5}{6}$．
（2）在杂交育种过程中，雄性不育植株的应用具有一定的优势，避免了人工去雄步骤．但是雄性不育性状难以有效的保持和区分，育种专家为解决此问题，培育出了一株新个体，其染色体及基因组成如图所示（图中基因B控制种皮为黄色，b为青色，黑色部分是来自其他物种的染色体片段，带有d纯合（dd）致死基因．）
①该个体培育过程中发生了变异．该现象如在自然条件下发生，可为生物进化提供原材料．
②减数分裂时，图中两染色体因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，可观察到个四分体；减数分裂正常完成，可产生4种基因型的配子．
③育种专家发现，大豆的受精卵中染色体数多或少都不能正常发育．让该个体自交，各种配子的形成机会和可育性相等，则所结种子中青色所占的比例为$\frac{1}{5}$，若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择黄色的种子种植后进行自交．

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花中无花粉或花粉败育，但雌蕊正常，所以只能利用雄性不育植株作为母本，与纯合可育植株AA杂交得F₁代，基因型为Aa．F₁代自交产生的F₂中，雄性可育植株的基因型及概率为$\frac{1}{3}$AA、$\frac{2}{3}$Aa．让F₂代自交产生的F₃中，雄性可育植株占的比例是1-$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{5}{6}$．
（2）①根据题意和图示分析可知：黑色部分是来自其他物种的染色体片段，所以该个体培育过程中发生了染色体结构变异．生物的可遗传变异为生物进化提供了原始选择材料．
②由于大豆是属于二倍体，含染色体数为40条20对，但由于减数分裂时，图中两染色体因差异较大不能正常配对，而其它染色体正常配对，所以只可观察到19个四分体；减数分裂正常完成，但是图示染色体不能正常配对，因此可产生ABd、ab、AaBbd、O共4种基因型的配子．
③该个体减数分裂可形成四种比例相同的配子，即ABd、ab、AaBbd、O，让该个体自交，雌雄配子随机结合的方式有16种，但受精卵中染色体数多或少都不能正常发育（2ABd和AaBbd、2ABd和0、2ab和AaBbd、2ab和0、AaBbd和AaBbd、0和0结合的受精卵不能正常发育），同时d纯合致死（ABd和ABd结合形成的受精卵致死），因此后代的基因型及比例为4AaBbd（黄色）：aabb（青色）=4：1，所以所结种子中青色所占的比例为$\frac{1}{5}$．若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择黄色的种子种植后进行自交．
故答案为：
（1）母本     $\frac{5}{6}$
（2）①染色体结构     生物进化   
②19     4  
③$\frac{1}{5}$   黄

点评 本题考查基因的分离定律和染色体变异的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．