Question

【題目】雜交水稻具有重要的經(jīng)濟(jì)價值。水稻的雜交種在生活力、抗逆性、適應(yīng)性和產(chǎn)量等方面優(yōu)于雙親，但由于雜種后代會發(fā)生性狀分離無法保持其雜種優(yōu)勢，因此需要每年制種用于生產(chǎn)。

（1）我國科研人員對雜交稻的無融合生殖（不發(fā)生雌、雄配子的細(xì)胞核融合而產(chǎn)生種子的一種無性繁殖過程）進(jìn)行了研究。有兩個基因控制水稻無融合生殖過程：含基因A的植株形成雌配子時減數(shù)第一次分裂異常導(dǎo)致雌配子染色體數(shù)目加倍；含基因P的植株產(chǎn)生的雌配子不經(jīng)過受精作用，直接發(fā)育成個體。雄配子的發(fā)育不受基因A、P的影響。人們曾用圖1所示雜交方案，獲得無融合生殖的個體。

①若Ⅱ自交，所結(jié)種子的胚的基因型為________。若Ⅲ自交，所結(jié)種子的胚的染色體組數(shù)為________。

②理論上Ⅳ作為母本能使子代_________________。

③無融合技術(shù)應(yīng)用于作物育種，可以使雜種通過無性繁殖得以保持雜種優(yōu)勢，但也會導(dǎo)致________多樣性降低，應(yīng)對雜草入侵或病毒侵害的能力降低，因而也藏有生態(tài)隱患。

（2）我國科研人員嘗試?yán)�用另一種方法________敲除雜種水稻的若干個相關(guān)基因，實現(xiàn)了雜種的無融合生殖（如圖2所示）。

①CRISPR/Cas 9基因編技術(shù)中使用的Cas 9核酶可以實現(xiàn)對DNA分子的定點切割，該酶切斷的化學(xué)鍵是________。

a．堿基之間的氫鍵 b．肽鍵

c．兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵 d．高能磷酸鍵

②據(jù)圖分析，科研人員利用基因編輯技術(shù)敲除的若干個基因在實現(xiàn)無融合生殖過程中的作用是________。

Answer 1

【答案】aP或ap 3 保持母本基因型 基因（或“遺傳”） CRISPR/Cas 9基因編輯技術(shù) c 使減數(shù)分裂變成有絲分裂（或“不出現(xiàn)基因重組、配子染色體數(shù)目加倍”）；受精后，父本來源的染色體消失

【解析】

基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。

（1）①由題意知，Ⅱ的基因型是aaPp，產(chǎn)生的配子類型是aP、ap，由于水稻是無融合生殖，因此Ⅱ自交，所結(jié)種子的胚的基因型與卵細(xì)胞相同，為ap或aP；Ⅲ的基因型是Aapp，含基因A的植株形成雌配子時，減數(shù)第一次分裂異常，導(dǎo)致雌配子染色體數(shù)目加倍，因此產(chǎn)生的雌配子含有2個染色體組，雄配子發(fā)育不受A、a的影響，產(chǎn)生的雄配子含有一個染色體組，因此Ⅲ自交，所結(jié)種子的胚的染色體組數(shù)為3個。

②Ⅳ作為母本，A保證產(chǎn)生的雌配子的基因型為AaPp，P保證雌配子AaPp不經(jīng)過受精作用，直接發(fā)育成個體，使子代保持母本基因型AaPp。

③無融合技術(shù)相當(dāng)于無性生殖，會使基因多樣性降低。

（2）據(jù)題分析可知，科研人員采用的是CRISPR/Cas基因編輯技術(shù)敲除雜種水稻的相關(guān)基因。

①DNA分子進(jìn)行定點切割需要的酶，切割的是磷酸二酯鍵。

②由題圖可知，利用基因編輯技術(shù)敲除的若干個基因在實現(xiàn)無融合生殖過程中的作用是使減數(shù)分裂變成有絲分裂（或“不出現(xiàn)基因重組、配子染色體數(shù)目加倍”）；受精后，父本來源的染色體消失。