Question

科学家研究发现多数抗旱性农作物能通过细胞代谢产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，回答下列问题：

（1）经检测，这种代谢产物只能在根部细胞产生，而不能在其他部位细胞产生，其根本原因是________________________。

（2）现有某抗旱性农作物，已知抗旱性与早敏性受一对等位基因R、r控制，基因R和r的本质区别________________。研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，则抗旱基因控制抗早性状的方式是________________________。

（3）已知抗旱性（R）对早敏性（r）为显性，多颗粒（D）对少颗粒（d）为显性，两对等位基因独立遗传。将纯合的早敏性多颗粒植株与纯合的抗早性少颗粒植株杂交，得F₁，F₁自交产生F₂，若拔掉F₂中所有的早敏性植株后，剩余植株自由交配，理论上F₃植株中抗早性：早敏性=____________。

（4）请以抗旱性少颗粒（Rrdd） 和早敏性多颗粒（rrDd） 两种基因型的植株为实验材料，设计一个快速育种方案（仅含一次杂交），使后代个体全为抗早性多颗粒晶种（RRDD），简要表述培育过程：___________________。

Answer

基因的选择性表达 基因中碱基对（或脱氧核苷酸）的排列顺序不同（或遗 传信息不同） 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状 8：1 先用抗旱性少颗粒（Rrdd） 植株和旱敏性多颗粒（rrDd） 植株杂交得F1，再用F1进行单倍体育种，得到抗旱性多颗粒（RRDD）、 抗旱性少颗粒（RRdd）、 旱敏性多颗粒（rrDD）旱敏性少颗粒（rrdd）四种类型的植株，根据性状表现即可选出抗旱性多颗粒品种（RRDD）

【解析】

1、细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，细胞分化的实质是基因的选择表达，其遗传物质不发生改变；
2、抗旱型（R）和多颗粒（D）属于显性性状，且控制这两种性状的基因位于两对同源染色体上，这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，根据亲本的表现型写出亲本的基因型，根据基因自由组合定律解答。

（1）植物所有体细胞遗传物质相同，该代谢产物只能在根部细胞产生，而不能在其它部位的细胞产生，根本原因是由于基因选择性表达的结果。
（2）据图可知，抗旱基因突变为早敏基因的根本原因是基因中碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序不同；与抗早有关的代谢产物主要是糖类，则该抗旱基因通过控制酶的合成来控制生物的代谢（糖类物质的合成）过程，进而控制抗旱性状。
（3）根据两对相对性状的杂交实验结果，纯合的早敏性多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株杂交，F1均为抗旱性多颗粒植株，F2抗早性多颗粒植株中双杂合子占的比例是4/9；拔掉F2中所有的旱敏性植株后，剩余抗旱性植袜的基因型是1/3RR、2/3Rr，这些抗旱性植株自交，后代中旱敏性植株的比例是2/3×2/3×1/4=1/9，则抗旱性植株为8/9，抗旱性：旱敏性=8：1。
（4）先用抗旱性少颗粒（Rrdd） 植株和旱敏性多颗粒（rrDd） 植株杂交得F1，再用F1进行单倍体育种，得到抗旱性多颗粒（RRDD）、 抗旱性少颗粒（RRdd）、 旱敏性多颗粒（rrDD）旱敏性少颗粒（rrdd）四种类型的植株，根据性状表现即可选出抗旱性多颗粒品种（RRDD）。