傳統(tǒng)栽培馬鈴薯是同源四倍體，基因組復(fù)雜，導(dǎo)致育種進(jìn)程十分緩慢。我國“優(yōu)薯計劃”，用二倍體馬鈴薯替代四倍體，用種子繁殖替代薯塊無性繁殖，徹底變革馬鈴薯的育種方式。
（1）栽培馬鈴薯為同源四倍體，同源染色體相同位置上最多存在 44個等位基因，如果不考慮交換，該植株減數(shù)分裂后將產(chǎn)生 66種配子類型，因此四倍體雜交后代雜合種類多，產(chǎn)量高，品質(zhì)好等優(yōu)良性狀無法通過自交或者雜交來保存。
（2）栽培馬鈴薯的紫莖與綠莖互為 相對性狀相對性狀，純合紫莖RRRR與純合綠莖rrrr雜交，F(xiàn)1基因型為 RRrrRRrr，F(xiàn)1植株與綠莖雜交F2紫莖比例為56，該數(shù)據(jù)是否支持“F1植株在減數(shù)分裂過程中，同源染色體聯(lián)會后平均分配且隨機(jī)移向細(xì)胞兩極”的推測，請用遺傳圖解證明你的判斷。
（3）科研人員嘗試用二倍體馬鈴薯替代四倍體進(jìn)行育種，但二倍體馬鈴薯普遍存在自交不親和現(xiàn)象（即自花傳粉后不產(chǎn)生種子），育種十分困難。我國科研人員培育出二倍體自交親和植株RH，利用它進(jìn)行育種?？蒲腥藛T用RH與自交不親和植株進(jìn)行雜交，實驗結(jié)果如圖1所示。
①自交親和與自交不親和由一對等位基因控制。研究人員推測，自交親和是 顯性顯性性狀，判斷依據(jù)是 F1自交親和植株的自交后代既有純合子也有雜合子F1自交親和植株的自交后代既有純合子也有雜合子。
②F1中自交親和的植株自交，子代未出現(xiàn)3：1的性狀分離比，請嘗試作出合理解釋。 含有隱性基因的雌配子或雄配子不能完成受精含有隱性基因的雌配子或雄配子不能完成受精。
（4）除自交不親和外，二倍體馬鈴薯還存在自交衰退現(xiàn)象。馬鈴薯在長期的無性繁殖過程中，累積了大量的隱性有害突變以雜合子形式存在。馬鈴薯易出現(xiàn)自交衰退的現(xiàn)象，其原因可能是 雜合子中的隱性有害基因自交后會形成純合子，表現(xiàn)出不利性狀雜合子中的隱性有害基因自交后會形成純合子，表現(xiàn)出不利性狀。
（5）雜合狀態(tài)下的有害突變（被掩蓋）稱為雜合負(fù)荷，純合狀態(tài)下的有害突變稱為純合負(fù)荷。兩者共同決定了遺傳負(fù)荷（由于有害等位基因的存在而使群體適應(yīng)度下降的現(xiàn)象，即遺傳負(fù)荷值越大，對環(huán)境的適應(yīng)能力越弱）。為了選擇更適合作為自交親本育種的馬鈴薯，研究人員進(jìn)行了多品系二倍體馬鈴薯全基因組測序及與表型的關(guān)聯(lián)性的研究，統(tǒng)計了大量二倍體中遺傳負(fù)荷與雜合負(fù)荷及純合負(fù)荷之間的關(guān)系（如圖2），雜合負(fù)荷及純合負(fù)荷之間的關(guān)系（如圖3）。請選擇①或者②任意一題作答。
①有的育種工作者認(rèn)為“為使后代適應(yīng)性更強(qiáng)，應(yīng)該選擇長勢較好，塊莖較大的表型優(yōu)良的二倍體個體作為自交育種的起始品系?！睋?jù)圖2、圖3分析，請你對該觀點作出評價，并說明理由。該觀點不正確。為使后代適應(yīng)性更強(qiáng)，自交育種的起始品系應(yīng)選擇遺傳負(fù)荷值較低的二倍體，從圖2中可知，遺傳負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈正相關(guān)，而與純合負(fù)荷值呈負(fù)相關(guān)。從圖3中可知，純合負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈負(fù)相關(guān)，因此應(yīng)選擇純合負(fù)荷值高，雜合負(fù)荷值低的起始品系其遺傳負(fù)荷低（1分）。這樣的品系因純合負(fù)荷值高，有較多純合的有害突變，應(yīng)為表現(xiàn)長勢較弱，塊莖較小的個體該觀點不正確。為使后代適應(yīng)性更強(qiáng)，自交育種的起始品系應(yīng)選擇遺傳負(fù)荷值較低的二倍體，從圖2中可知，遺傳負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈正相關(guān)，而與純合負(fù)荷值呈負(fù)相關(guān)。從圖3中可知，純合負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈負(fù)相關(guān)，因此應(yīng)選擇純合負(fù)荷值高，雜合負(fù)荷值低的起始品系其遺傳負(fù)荷低（1分）。這樣的品系因純合負(fù)荷值高，有較多純合的有害突變，應(yīng)為表現(xiàn)長勢較弱，塊莖較小的個體。
②為了選擇更適合作為自交親本育種的馬鈴薯，得到A、B兩類植株的信息如下表，據(jù)圖2、圖3，請在表格中用“+”表示相關(guān)負(fù)荷值：用“√”表示根據(jù)表型和基因組信息可能作出的自交育種材料選擇，并說明理由。根據(jù)表型可知A品系馬鈴薯長勢較好、塊莖較大，選擇該品系自交，基于基因重組可能選擇出優(yōu)質(zhì)品系，但由于遺傳負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈正相關(guān)，在實際育種過程中效果較差。而根據(jù)基因組信息，B品系的遺傳負(fù)荷值較A品系更低，因此選擇B作為自交起始品系更好。綜上分析，依據(jù)基因組信息進(jìn)行馬鈴薯二倍體育種是研究的新方向根據(jù)表型可知A品系馬鈴薯長勢較好、塊莖較大，選擇該品系自交，基于基因重組可能選擇出優(yōu)質(zhì)品系，但由于遺傳負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈正相關(guān)，在實際育種過程中效果較差。而根據(jù)基因組信息，B品系的遺傳負(fù)荷值較A品系更低，因此選擇B作為自交起始品系更好。綜上分析，依據(jù)基因組信息進(jìn)行馬鈴薯二倍體育種是研究的新方向。
5
6
| 表型 |
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| 雜合負(fù)荷值 | ++++++ | ++ |
| 純合負(fù)荷值 | ++ | |
| 遺傳負(fù)荷值 | +++ | |
| 根據(jù)表型選擇 | ||
| 根據(jù)基因組信息選擇 |
【答案】4；6；相對性狀；RRrr；顯性；F1自交親和植株的自交后代既有純合子也有雜合子；含有隱性基因的雌配子或雄配子不能完成受精；雜合子中的隱性有害基因自交后會形成純合子，表現(xiàn)出不利性狀；該觀點不正確。為使后代適應(yīng)性更強(qiáng)，自交育種的起始品系應(yīng)選擇遺傳負(fù)荷值較低的二倍體，從圖2中可知，遺傳負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈正相關(guān)，而與純合負(fù)荷值呈負(fù)相關(guān)。從圖3中可知，純合負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈負(fù)相關(guān)，因此應(yīng)選擇純合負(fù)荷值高，雜合負(fù)荷值低的起始品系其遺傳負(fù)荷低（1分）。這樣的品系因純合負(fù)荷值高，有較多純合的有害突變，應(yīng)為表現(xiàn)長勢較弱，塊莖較小的個體；根據(jù)表型可知A品系馬鈴薯長勢較好、塊莖較大，選擇該品系自交，基于基因重組可能選擇出優(yōu)質(zhì)品系，但由于遺傳負(fù)荷值與雜合負(fù)荷值呈正相關(guān)，在實際育種過程中效果較差。而根據(jù)基因組信息，B品系的遺傳負(fù)荷值較A品系更低，因此選擇B作為自交起始品系更好。綜上分析，依據(jù)基因組信息進(jìn)行馬鈴薯二倍體育種是研究的新方向
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/5/7 8:0:9組卷：30引用：1難度：0.6
相似題
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1．某一年生植物甲和乙是具有不同優(yōu)良性狀的品種，單個品種種植時均正常生長。欲獲得兼具甲乙優(yōu)良性狀的品種，科研人員進(jìn)行雜交實驗，發(fā)現(xiàn)部分F1植株在幼苗期死亡。已知該植物致死性狀由非同源染色體上的兩對等位基因（A/a和B/b）控制，品種甲基因型為aaBB，品種乙基因型為_ _bb?；卮鹣铝袉栴}：
（1）品種甲和乙雜交，獲得優(yōu)良性狀F1的育種原理是。
（2）為研究部分F1植株致死的原因，科研人員隨機(jī)選擇10株乙，在自交留種的同時，單株作為父本分別與甲雜交，統(tǒng)計每個雜交組合所產(chǎn)生的F1表現(xiàn)型，只出現(xiàn)兩種情況，如下表所示。
①該植物的花是兩性花，上述雜交實驗，在授粉前需要對甲采取的操作是甲（母本） 乙（父本） F1 aaBB 乙-1 幼苗期全部死亡 乙-2 幼苗死亡：成活=1：1 、。
②根據(jù)實驗結(jié)果推測，部分F1植株死亡的原因有兩種可能性：其一，基因型為A_B_的植株致死；其二，基因型為的植株致死。
③進(jìn)一步研究確認(rèn)，基因型為A_B_的植株致死，則乙-1的基因型為。
（3）要獲得全部成活且兼具甲乙優(yōu)良性狀的F1雜種，可選擇親本組合為：品種甲（aaBB）和基因型為的品種乙，該品種乙選育過程如下：
第一步：種植品種甲作為親本。
第二步：將乙-2自交收獲的種子種植后作為親本，然后，統(tǒng)計每個雜交組合所產(chǎn)生的F1表現(xiàn)型。
選育結(jié)果：若某個雜交組合產(chǎn)生的F1全部成活，則的種子符合選育要求。發(fā)布：2025/1/6 9:0:6組卷：274引用：5難度：0.6 -
2．在探索生命之謎的歷史長河中，許多生物科學(xué)家為之奮斗、獻(xiàn)身，以卓越的貢獻(xiàn)揚起了生物科學(xué)“長風(fēng)破浪”的風(fēng)帆?；卮鹣铝信c遺傳有關(guān)的問題：
（1）在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型，R型菌是由SⅡ型突變產(chǎn)生。利用加熱殺死的SⅠ與R型菌混合培養(yǎng)，出現(xiàn)了S型菌，有人認(rèn)為S型菌出現(xiàn)是由于R型菌突變產(chǎn)生，但該實驗中出現(xiàn)的S型菌全為型，否定了這種說法。
（2）沃森和克里克構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，該模型以排在外側(cè)構(gòu)成DNA的基本骨架，用來解釋DNA分子的多樣性。
（3）以下是基因控制生物體性狀的實例，乙醇進(jìn)入人體后的代謝途徑如圖。
①以上實例體現(xiàn)了基因控制生物體的性狀方式是。
②據(jù)圖判斷控制這兩種酶的基因在遺傳時遵循基因的自由組合定律，理由是。
③有些人喝了一點酒就臉紅，我們稱為“紅臉人”，有些人飲酒后臉色基本不變但易醉，被稱為“白臉人”，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)“紅臉人”體內(nèi)只有ADH，而“白臉人”體內(nèi)沒有ADH，此外還有一種人既有ADH，又有ALDH，號稱“千杯不醉”。一對飲酒“紅臉”的夫妻，所生的兩個兒子中，一個飲酒“白臉”，一個飲酒“千杯不醉”，則母親的基因型為，該夫妻再生一個“紅臉”的女兒的概率是。發(fā)布：2025/1/15 8:0:2組卷：2引用：1難度：0.5 -
3．某植物有兩個純合白花品系甲與乙，讓它們分別與一株純合的紅花植株雜交，F(xiàn)1均為紅花植株，F(xiàn)1自交得F2。由品系甲與純合紅花植株雜交得到的F2中紅花植株27株、白花植株37株，由品系乙與純合紅花植株雜交得到的F2中紅花植株27株、白花植株21株。
（1）根據(jù)上述雜交結(jié)果，控制紅花和白花這對相對性狀的等位基因至少有對，判斷的依據(jù)是。如果讓兩個雜交組合產(chǎn)生的F1再雜交，理論上后代紅花植株中雜合子占。上述兩個雜交組合產(chǎn)生的F2中白花植株雜合子自交后代（填“都會”或“都不會”或“有一組會”）發(fā)生性狀分離。
（2）要確定某一純合白花品系的基因型（用隱性純合基因?qū)?shù)表示），可讓其與純種紅花植株雜交獲得F1，然后再將F1與親本白花品系雜交獲得F2，統(tǒng)計F2中紅花、白花植株的比例。請預(yù)期可能的實驗結(jié)果并推測隱性純合基因?qū)?shù)。若F2中紅花植株：白花植株=，則該純合白花品系具有2對隱性純合基因。
（3）該植物的HPR1蛋白定位于細(xì)胞的核孔處，協(xié)助mRNA轉(zhuǎn)移，與野生型相比，推測該蛋白功能缺失的突變型細(xì)胞中，有更多的mRNA分布于（填“細(xì)胞核”或“細(xì)胞質(zhì)”），mRNA合成的原料是。研究該植物的線粒體基因與細(xì)胞核基因的表達(dá)過程時發(fā)現(xiàn)，即使由線粒體DNA轉(zhuǎn)錄而來的mRNA和細(xì)胞核DNA轉(zhuǎn)錄而來的mRNA堿基序列相同，二者經(jīng)翻譯產(chǎn)生的多肽鏈中相應(yīng)氨基酸的序列卻常有不同，從遺傳信息的傳遞過程分析，其可能的原因是。發(fā)布：2025/1/5 8:0:1組卷：4引用：1難度：0.5
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