Question

【題目】某作物的F1自交形成自交胚的過(guò)程如圖1中途徑1（以?xún)蓪?duì)同源染色體為例）。改造F1相關(guān)基因，獲得N植株，該植株在形成配子時(shí)，有絲分裂替代減數(shù)分裂，其卵細(xì)胞不能受精，直接發(fā)育成克隆胚，過(guò)程如圖1中途徑2。圖2表示上述兩途徑細(xì)胞正常分裂過(guò)程中，不同時(shí)期細(xì)胞內(nèi)染色體、染色單體和DNA含量的關(guān)系。請(qǐng)分析回答問(wèn)題：

（1）圖1中，與途徑1相比，途徑2形成精子過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生的變異類(lèi)型是________。途徑1和途徑2形成精子過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)最多分別為________。

（2）若考慮n對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因，則理論上，自交胚與F1基因型相同的概率是________，克隆胚與N植株基因型相同的概率是________。

（3）圖2中，b表示________的含量；由時(shí)期Ⅱ進(jìn)入時(shí)期Ⅲ，a消失的原因是________。

（4）圖1中，途徑1形成卵細(xì)胞過(guò)程處于圖2中時(shí)期Ⅱ的細(xì)胞名稱(chēng)是________；途徑2形成精子或卵細(xì)胞過(guò)程中，可對(duì)應(yīng)于圖2中的時(shí)期有________。

Answer 1

【答案】基因重組 8 1/2n 100% 染色體 染色體著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開(kāi)形成染色體 次級(jí)卵母細(xì)胞或極體 時(shí)期Ⅰ和時(shí)期Ⅲ

【解析】

由題意可知，可以通過(guò)兩條途徑獲得F1的優(yōu)良性狀，途徑1為正常情況下F1自交獲得具有優(yōu)良性狀的子代，途徑2中先對(duì)M植株進(jìn)行基因改造，再誘導(dǎo)其進(jìn)行有絲分裂而非減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細(xì)胞，導(dǎo)致其卵細(xì)胞含有與N植株體細(xì)胞一樣的遺傳信息，再使得未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成克隆胚，該個(gè)體與N植株的遺傳信息一致。

圖2中a是姐妹染色單體，b是染色體，c是DNA分子，比較4幅圖，該細(xì)胞染色體數(shù)目為4，時(shí)期Ⅰ是有絲分裂前期、中期或減數(shù)第一次分裂的細(xì)胞；時(shí)期Ⅱ是減數(shù)第二次分裂前期和中期的細(xì)胞，時(shí)期Ⅲ是減數(shù)第二次分裂后期、末期或有絲分裂結(jié)束后形成的子細(xì)胞，時(shí)期Ⅳ是減數(shù)分裂結(jié)束形成的子細(xì)胞。

（1）途徑1是通過(guò)減數(shù)分裂形成配子，而途徑2中通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生配子，有絲分裂過(guò)程中不發(fā)生基因重組；染色體數(shù)目最多的時(shí)期是有絲分裂后期，而根據(jù)分析該細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=4，所以染色體數(shù)目最多的為4n=8。

（2）由題意可知，要保持F1優(yōu)良性狀需要基因雜合，一對(duì)雜合基因的個(gè)體自交獲得雜合子的概率是1/2，若該植株有n對(duì)獨(dú)立遺傳的等位基因，根據(jù)自由組合定律，雜合子自交子代中每對(duì)基因均雜合的概率為1/2n，故自交胚與F1基因型一致的概率為1/2n，而克隆胚的形成相當(dāng)于無(wú)性繁殖過(guò)程，子代和N植株遺傳信息一致，故克隆胚與N植株基因型一致的概率是100%。

（3）圖2中b表示染色體的含量；由時(shí)期Ⅱ進(jìn)入時(shí)期Ⅲ可以表示減數(shù)第二次分裂中期進(jìn)入減數(shù)第二次分裂后期，由于染色體著絲點(diǎn)分裂，姐妹染色單體分開(kāi)形成染色體，所以a（姐妹染色單體）消失。

（4）圖2中時(shí)期Ⅱ是減數(shù)第二次分裂的細(xì)胞，在卵細(xì)胞形成過(guò)程中是次級(jí)卵母細(xì)胞或極體；途徑2形成精子或卵細(xì)胞是經(jīng)過(guò)有絲分裂，所以對(duì)應(yīng)時(shí)期Ⅰ和時(shí)期Ⅲ。