Question

2．如圖1是利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育新品種草莓的流程圖，請據(jù)圖分析下列有關(guān)問題：

（1）以上培育流程中依賴的生物學(xué)原理有基因重組、生物膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性．
（2）為了獲得脫毒試管苗，過程Ⅰ中通常選取野生草莓的莖尖、芽尖等為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，在此過程中必須經(jīng)歷的兩個關(guān)鍵階段是脫分化和再分化，培養(yǎng)基中添加的秋水仙素的作用時期主要是抑制有絲分裂中紡錘體的形成．
（3）過程Ⅱ中必須用到的工具酶有限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；選擇的目的基因（抗蟲基因）最可能是蛋白酶抑制劑基因（蛋白酶抑制劑基因/蛋白酶激活劑基因）．
（4）自然條件下，過程Ⅲ中兩不同品種的草莓因成熟期不同而無法完成有性雜交，說明兩不同品種之間存在生殖隔離．
（5）正常發(fā)育的情況下，抗蟲型鳳梨草莓的體細(xì)胞中最多含有12個染色體組．
（6）為了確定用于雜交的抗蟲型四倍體草莓中導(dǎo)入的抗蟲基因A整合在幾條染色體上，將所培育的全部抗蟲草莓自交，單株收集統(tǒng)計后代表型及其比例．（不考慮交叉互換情況）
①若抗蟲基因A只整合在一條染色體上，后代表現(xiàn)型及比例為$\frac{1}{4}$；
②若抗蟲基因A整合在兩條染色體上，有如圖2甲、乙兩種情況（圖中“”代表抗蟲基因）．
分析結(jié)果：
③若為圖甲，后代草莓有5種基因型，其中不抗蟲草莓占$\frac{1}{36}$；若后代抗蟲草莓占$\frac{15}{16}$，則為圖乙．

Answer 1

分析 1、根據(jù)題意和圖示1分析可知：圖1表示利用現(xiàn)代生物技術(shù)改良草莓品系的過程，其中Ⅰ表示染色體加倍獲得多倍體的過程，Ⅱ過程表示采用基因工程技術(shù)將目的基因（抗蟲基因）導(dǎo)入受體細(xì)胞的過程，Ⅲ植物體細(xì)胞雜交獲得同時具鳳梨風(fēng)味和抗蟲特性的草莓．
2、分析題圖2：甲植株相當(dāng)于是AAaa，其產(chǎn)生的配子及比例為AA：Aa：aa=1：4：1；圖乙基因型為AaaaA′a′a′a′，則配子為aaa′a′的比例為$\frac{1}{4}$．

解答 解：（1）圖中涉及的現(xiàn)代生物技術(shù)有轉(zhuǎn)基因技術(shù)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)，故依賴的生物學(xué)原理有基因重組、生物膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性．
（2）組織培養(yǎng)過程中必須經(jīng)歷的兩個關(guān)鍵階段是脫分化和再分化階段，用秋水仙素處理幼苗可誘導(dǎo)形成多倍體植物，這是因為秋水仙素能抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，使子染色體不能移向兩極，進(jìn)而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍，形成多倍體．
（3）過程Ⅱ為基因工程，必須用到的工具酶有限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶；選擇的目的基因即抗蟲基因最可能是蛋白酶抑制劑基因．植物細(xì)胞的蛋白酶抑制劑基因，合成蛋白酶抑制劑．它們可抑制害蟲和病原微生物的蛋白酶活性，從而阻止害蟲取食和病原菌繁殖．
（4）自然條件下，過程Ⅲ中兩不同品種的草莓因成熟期不同而無法完成有性雜交，說明兩不同品種之間存在生殖隔離．
（5）據(jù)圖示可知正常發(fā)育的情況下，抗蟲型鳳梨草莓的體細(xì)胞中含有6個染色體組，故有絲分裂后期時，染色體組最多，此時含有12個染色體組．
（6）①若抗蟲基因A只整合在一條染色體上，則基因型為Aaaa，則產(chǎn)生的雌雄配子基因型及比例均為Aa：aa=1：1，后代中不抗蟲的比例為aaaa=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{4}$，表現(xiàn)型及比例為：抗蟲草莓：不抗蟲草莓=3：1；
③若抗蟲基因A整合在兩條染色體上，若為圖甲，基因型可表示為AAaa，產(chǎn)生的配子及比例為AA：Aa：aa=1：4：1，后代草莓有種AAAA、AAAa、AAaa、Aaaa、aaaa共5基因型，其中不抗蟲草莓a(chǎn)aaa占$\frac{1}{6}$×$\frac{1}{6}$=$\frac{1}{36}$；若為圖乙，則配子為aaaa的比例為$\frac{1}{4}$，故后代不抗蟲草莓占$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{16}$．后代抗蟲草莓占$\frac{15}{16}$．
故答案為：
（1）基因重組、生物膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性 
（2）脫分化和再分化   抑制有絲分裂中紡錘體的形成 
（3）限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶
（4）生殖隔離  蛋白酶抑制劑基因 
（5）12 
（6）①$\frac{1}{4}$  ②5  $\frac{1}{36}$   $\frac{15}{16}$

點(diǎn)評 本題結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)培育新品種草莓的流程圖及基因所在位置圖，考查基因工程的應(yīng)用，及遺傳定律的實質(zhì)及應(yīng)用，意在考查考生分析題圖提取有效信息的能力；識記能力和能理解所學(xué)知識要點(diǎn)，把握知識間內(nèi)在聯(lián)系的能力．能理論聯(lián)系實際，綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決自然界和社會生活中的一些生物學(xué)問題．