Question

芊芊草为自花传粉的植物，其地上部分含有的芊芊草甲素具有显著的抗肿瘤作用，市场需求非常广阔。现有的芊芊草都是野生型，湖南农科院利用芊芊草种子进行航空育种，培育适于人工种植的高产高效新品种。回答下列问题：

（1）太空选育新品种的原理是_______，即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种的原因是_______。

（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，预测两对相对性状中显性性状最可能为_______。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，_______（填“能”或“不能”）确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是________。

（3）假如芊芊草为雌雄同株异花植物，抗病（B）对感病（b）为显性。现有5号染色体为三体且感病芊芊草和若干纯合抗病与感病普通植株，科研人员欲通过杂交实验来确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，请你完善该实验思路和结果结论。（提示：三体植物减数分裂一般产生两种类型的配子，一类是n+1型，即配子中含有两条该同源染色体；一类是n型，即配子中含有一条该同源染色体。n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精）。

①该实验的思路：a．将__________________________杂交；b．从F₁中选出三体植株_____________杂交；c．分析F₂表现抗病与感病的比例。

②实验结果及结论：若F₂表现型及比例为抗病：感病=_____，则感病基因在5号染色体上。

Answer

基因突变 基因突变具有不定向性和低频性 叶片椭圆状、茎紫色 不能 一株植物产生的后代数量少，即使两对基因满足基因的自由组合定律，也可能不出现9∶3∶3∶1分离比 纯合抗病普通芊芊草BB为父本，与该三体且感病芊芊草为母本 作为父本与感病普通芊芊草 1：2

【解析】

若感病基因在5号染色体上，则三体感病植株的基因型为bbb，与BB杂交产生的三体植株为Bbb，减数分裂可产生B∶Bb∶bb∶b=1∶2∶1∶2，由于n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精，所以Bbb若为父本，则产生的雄配子中能参与受精的为B∶b=1∶2。

（1）太空选育新品种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性和低频性，所以即使处理大量的材料也不一定能得到所需的品种。

（2）野生型植物的叶片为长条形、茎绿色，在这次育种中偶然获得一株叶片椭圆状、茎紫色的芊芊草，说明发生了显性突变，即叶片椭圆状、茎紫色最可能为显性性状。若此预测成立，该突变植物自交后代未出现9∶3∶3∶1的性状分离比，不能确定控制这两对相对性状的基因不符合基因的自由组合定律，原因是一株植物产生的后代数量少，即使两对基因满足基因的自由组合定律，也可能不出现9∶3∶3∶1的分离比。孟德尔得出自由组合定律是基于大量的实验数据的基础上，通过统计学分析得出的。

（3）①若确定感病基因是位于5号染色体还是其他染色体上，可用纯合抗病普通芊芊草BB为父本，与该三体且感病芊芊草为母本进行杂交，并从F1中选出三体植株作为父本与感病普通芊芊草杂交；然后分析F2表现抗病与感病的比例。

②若感病基因在5号染色体上，则亲本基因型为BB×bbb，F1的三体植株基因型为Bbb，由于n+1型配子若为卵细胞可正常参与受精，若为花粉则不能参与受精，所以Bbb做父本时产生的可育配子为B∶b=1∶2，感病普通芊芊草产生的配子为b，所以F2表现型为抗病∶感病=1∶2。