Question

黄豆，又称大豆（2N=40），其花为两性花，是一年生自花传粉的植物，原产我国，至今已有5000年的种植史。黄豆不但蛋白质含量高，并含有多种人体必需氨基酸，加工后的各种豆制品如豆腐、豆浆等已成为风靡世界的健康食品。

（1）对黄豆基因组测序时，需要研究___________条染色体上的基因。

（2）欲把两个黄豆品种的优良性状集中在一起，常用的育种方法是___________，其中所依据的主要遗传学原理是______________________。

（3）育种专家发现黄豆有雄性不育植株（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与纯合可育植株杂交得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___________。

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___________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。）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___________提供原材料。

③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___________种基因型的配子。

④育种专家发现，黄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___________，若欲继续获得新一代的雄性不育植株，可选择___________色的种子种植后进行自交。

（4）播种时用根瘤菌（0.5公斤菌剂拌10公斤种子）拌种，可增产15% -25%，原因是___________________。

Answer

20 杂交育种 基因重组 5/6 去雄 染色体结构 生物进化 19 4 1/5 黄 根瘤菌与黄豆形成共生关系，黄豆为根瘤菌提供有机养料，根瘤菌能将空气中的氮气转化为含氮的养料供给黄豆生物需要

【解析】

根据题意，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，故雄性可育基因型为AA、Aa，雄性不育基因型为aa，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，据此分析。

（1）黄豆的花是两性花，体细胞中有40条染色体，因此测定它的基因组时，测定20条染色体上的基因即可。

（2）欲把两个黄豆品种的优良性状集中在一起，常用的育种方法是杂交育种，杂交育种所依据的原理是基因重组。

（3）①由于雄性不育植株的花中无花粉或花粉败育，只能作为母本，育种专家利用雄性不育植株aa与纯合可育植株AA杂交得F1代，则F1基因型为Aa。F1代自交产生的F2有1/4AA、2/4Aa、1/4aa，其中雄性可育植株的基因型及概率为1/3AA、2/3Aa，则F2代自交产生的F3中，雄性可育植株占的比例是。

②雄性不育系只能做母本，在杂交时不需要人工去雄，因此雄性不育植株的应用具有一定的优势。根据题意，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），所以该个体培育过程中发生了染色体结构变异，该变异属于可遗传变异，该现象如在自然条件下发生，可为生物进化提供原材料。

③大豆是属于二倍体，含染色体数为40条，共20对同源染色体，但由于减数分裂时，图中两条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、0（即无染色体）共4种基因型的配子。

④该个体减数分裂可形成四种比例相同的配子，即ABd、ab、AaBbd、0，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，即配子ABd和AaBbd、ABd和0、ab和AaBbd、ab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AaBbd（黄色）：aabb（青色）=4：1，所以所结种子中青色所占的比例为1/5。若欲继续获得新一代的雄性不育植株即AA或Aa，可选择黄色的种子种植后进行自交。

（4）根瘤菌拌种时，根瘤菌更容易在黄豆根部形成根瘤，根瘤菌与黄豆形成共生关系，黄豆为根瘤菌提供有机养料，根瘤菌能将空气中的氮气转化为含氮的养料，供给黄豆生长需要。