Question

【題目】小麥籽粒硬度是影響加工品質的主要因素，最終決定面粉的用途。我國大面積種植的高產優質小麥品種鄭麥9504（硬粒）與硬簇毛麥（軟粒）親緣關系較遠，無法進行遠緣雜交，為改良鄭麥9504，研究人員利用中國春（硬粒）進行了遺傳學研究，雜交實驗的結果如圖所示，請回答問題。

注：A、B、D、V分別表示含7條染色體的染色體組，來源于不同染色體組的染色體之間無法聯會。

（1）小麥籽粒表現出的硬粒與軟粒為一對______，實驗一中雜種F1染色體的組成為______。

（2）由實驗二結果可知，選育得到的NAU415與鄭麥9504屬于同一物種，原因是______。

（3）觀察比較NAU415、硬簇毛麥、中國春細胞中______，研究人員發現，NAU415中來自中國春的D組5號染色體短臂缺失，來自硬簇毛麥V組5號染色體的短臂易位至中國春D組缺失短臂的5號染色體上。

（4）進一步研究表明，易位染色體純合個體的小麥籽粒均為軟質�？蒲腥藛T用PCR擴增了實驗二F2個體易位染色體上的特定基因，以此判斷易位染色體是否純合，進行籽粒硬度鑒定。結果如下：

注：M：標準物；1：鄭麥9504；2：硬簇毛麥；3：NAU415純合體；4～10：實驗二中F2個體。

在上述檢測結果中條帶______特異性指示V組5號染色體短臂，F2中個體______為具有V組5號染色體短臂的純合子。

（5）籽粒硬度主要由Pina、Pinb基因控制。在野生型個體中，Pina、Pinb基因表達產生正常的PINA、PINB蛋白，籽粒為軟粒。研究者獲得基因后進行測序分析。

①在普通小麥中發現了Pina的等位基因有30余個，科研人員推測，這些等位基因的出現是______的結果，其可能使小麥產生新的______，為生物進化提供原始材料。

②研究人員發現，Pina、Pinb基因廣泛存在于小麥、黑麥、大麥等植物中，其中小麥與黑麥野生型Pina基因有95%的序列相同，而小麥與大麥的野生型Pina基因只有90%的序列相同。以下推測合理的是______：

A．小麥、黑麥、大麥起源于共同的祖先

B．黑麥中Pina基因的突變頻率低于大麥

C．從親緣關系看，大麥更易用于小麥籽粒硬度的改良

D．敲除硬粒小麥中的Pina及等位基因可以使籽粒變軟

Answer 1

【答案】相對性狀 AABBDV NAU415與鄭麥9504雜交可產生可育后代（沒有生殖隔離） 染色體形態、結構 1、2 8 基因突變 性狀 A

【解析】

A、B、D、V分別表示含7條染色體的染色體組，來源于不同染色體組的染色體之間無法聯會。題干中的硬簇毛麥和中國春都是六倍體，二者的雜交種F1也為六倍體，染色體組組成為AABBDV。

（1）小麥籽粒表現出的硬粒與軟粒為一對相對性狀，由實驗一中雜交過程可知：硬簇毛麥的產生的配子中含有的染色體組成為ABD，中國春產生的配子中染色體組成為ABV，故雜種F1染色體的組成為AABBDV。

（2）由實驗二結果可知，選育得到的NAU415與鄭麥9504雜交后代是可育的，既沒有產生生殖隔離，所以二者為同一物種。

（3）由于染色體結構變異是可以通過顯微鏡觀察染色體的形態、結構確定變異類型的，所以觀察比較NAU415、硬簇毛麥、中國春細胞中染色體的形態、結構，可以發現NAU415中來自中國春的D組5號染色體短臂缺失，來自硬簇毛麥V組5號染色體的短臂易位至中國春D組缺失短臂的5號染色體上。

（4）通過與M標準物、1鄭麥9504、2硬簇毛麥、3NAU415純合體對比，可以發現在上述檢測結果中條帶1、2特異性指示V組5號染色體短臂，F2中個體8為具有V組5號染色體短臂的純合子。

（5）①在普通小麥中發現了Pina的等位基因有30余個，這些等位基因的出現是基因突變的結果，其可能使小麥產生新的性狀，為生物進化提供原始材料。

②A、已知小麥與黑麥野生型Pina基因有95%的序列相同，而小麥與大麥的野生型Pina基因只有90%的序列相同，故三者起源于共同的祖先，A正確；

B、基因頻率是指在一個種群中某種基因占全部等位基因的比值，所以黑麥中Pina基因的突變頻率無法與大麥中的基因頻率作比較，B錯誤；

C、由于小麥與黑麥野生型Pina基因有95%的序列相同，從親緣關系看，黑麥更易用于小麥籽粒硬度的改良，C錯誤；

D、已知在野生型個體中，Pina、Pinb基因表達產生正常的PINA、PINB蛋白，籽粒為軟粒，所以敲除硬粒小麥中的Pina及等位基因不可以使籽粒變軟，D錯誤。

故選A。