水稻(2n=24)是一种热带起源的禾本科作物, 开两性花。杂交水稻具有杂种优势现象,即杂种子代在产量和品质方面优于纯合双亲。杂交水稻的发展,目前开始进入第三代,第一代是以细胞质雄性不有系为遗传工具的三系法杂交水稻;第二代是以光温敏核雄性不育系(不同的光温条件下既可以作为不育系,又可以自身繁殖)为遗传工具的两系法杂交水稻;第三代是指以基因工程构建的雄性不育系为母本,以常规品种为父本杂交而成的新型杂交水稻。
(1)自然界产生的雄性不有水稻是_______的结果。杂交水稻不能逐代留种的原因是_______。
(2)水稻细胞核与细胞质中均存在育性相关基因,其中细胞核的可育基因用R表示,不育基因用r表示,细胞质中的可育基因用N表示,不育基因用S表示,且只有基因型为S (rr)的个体表现为雄性不育,则正常可育水稻的基因型有___种。现有基因型为S(rr)、N(RR)、N (rr)的个体,要获得用于长期种植的杂交水稻,需要将基因型为__________的个体杂交,获得杂交种子用于大田种植。将基因型为______的个体杂交, 获得不育系种子。基因型为N (rr)和N (RR)的个体要分别自交获得种子供来年使用。
(3)研究发现某品系水稻花粉中的B基因影响其成活率,而含b基因的花粉成活率不受影响。现有基因型为Bb的个体自交,检测到子代基因型为bb的个体占3/10, 则含B的花粉成活率为_____。
(4)光温敏核雄性不育水稻受环境条件影响很大,第三代杂交水稻的培育则不易受环境的影响,已知水稻6号染色体上有抗病基因A,研究人员利用基因工程的方法得到一条染色体上插入外源基因的水稻(Aa)新品系,含有该外源基因的花粉不育。为判断外源基因插入的位置,请设计杂交验并预期实验结果(外源基因不破环原有基因的结构)。_______
【答案】
(1)基因突变 杂交水稻自交,后代纯合子比例上升,失去杂种优势现象。
(2)5 S(rr) 、N(RR) S(rr)、N(rr)
(3)2/3
(4)将该品系水稻自交,统计后代表现型及比例。若后代抗病占1/2,则外源基因位于A所在的6号染色体; 若后代全部抗病,则外源基因位于a所在的6号染色体; 若后代抗病占3/4,则外源基因位于其他染色体。
【我的理解】有关于2/3的计算方法
Bb个体因为雌雄产生配子受到影响,所以单独考虑雌配子:B占1/2,b占1/2,而雄配子按如下两种方法计算:
法一、设调整系数以后B花粉的存活率为m,则b花粉占比例为1-m,则后代bb为3/10可列算式:1/2×(1-m)=3/10,可得m=2/5,其含义是B花粉存活率占(占B与b之和)比例为2/5,则b花粉此时(占B与b之和)比例为3/5,而不致死时各占1/2(即相等),得出B花粉在3份中有1份致死了,即B花粉存活率占自己的是2/3。
法二、设B花粉存活率占自己比例为n,则此时有花粉:B占n/2,b占1/2,调整系数后,b占1/(n+1),则后代bb为3/10可列算式:1/2×1/(n+1)=3/10,可得n=2/3。
总结,法二简单,不用多次切换含义,建议采用法二。