(2018北京丰台一模)水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势,即F1的性状优于双亲的现象。
(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是 ,进而影响产量。为了获得杂交种,通常需要对 去雄,操作极为烦琐。
(2)雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育。在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序。
①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻不育性状为 性状。
②研究人员发现了控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质。为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。
不同光温条件下突变体S的花粉可染率(%)
短日低温 | 短日高温 | 长日低温 | 长日高温 |
41.9 | 30.2 | 5.1 | 0 |
不同光温条件下突变体S的pms3基因表达量差异
该基因的表达量指的是 的合成量。根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是 。突变体S的育性是可以转换的,在 条件下不育,在 条件下育性最高,这说明 。
(3)结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程: 。
(1)F1自交后代会发生性状分离现象
母本 (2)①1对 隐性 ②RNA 花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高) 长日高温 短日低温 表现型是基因与环境共同作用的结果 (3)在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用
解析 (1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是F1是杂合子,自交后代会发生性状分离现象,不能稳定遗传,进而影响产量。为了获得杂交种,通常需要对母本去雄。
(2)①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明不育性状为隐性性状。
②花粉可染率代表花粉的可育性。基因的表达过程是指通过转录形成mRNA、再通过翻译形成蛋白质的过程。控制水稻光敏感核不育的基因pms3并不编码蛋白质,因此该基因的表达量指的是RNA的合成量。分析图表信息可知:花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高)。分析表中信息可知:突变体S在长日高温条件下不育,在短日低温条件下育性最高,这说明表现型是基因与环境共同作用的结果。
(3)突变体S在长日高温条件下雄性不育,据此,可在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。突变体S在短日低温条件下育性最高,因此可在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用。
可遗传变异 | 不可遗传变异 | |
遗传物质是否变化 | 发生改变 | 不发生改变 |
遗传情况 | 变异能遗传,其性状能在后代中重新出现 | 变异不能遗传,其性状仅限于当代 |
应用价值 | 是育种的原始材料,能从中选育出人们所需要的新类型;生物进化的主要原因 | 无育种价值,但在生产上可应用优良环境以影响性状的表现来获取高产 |
无子番茄和无子西瓜的成因比较:
原理 | 化学试剂 | 无子原因 | 能否遗传 | |
无子西瓜 | 染色体变异 | 秋水仙素 | 联会紊乱不能产生配子 | 能,后代仍无子 |
无子番茄 | 生长素促进果实发育 | 生长素 | 未受精 | 不能,后代有子 |
知识拓展:
1、生物进化的实质是种群基因频率改变。任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属于进化范围。 2、新物种形成,则必须当基因频率的改变在突破种的界限、形成生殖隔离后,方可成立。因此生殖隔离是新物种形成的标志。
登录并加入会员可无限制查看知识点解析