Question

馬鈴薯起源于南美，是糧菜兼用作物，因其具有高產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)、生育期短等優(yōu)點(diǎn)成為涼山州的主要栽培作物．馬鈴薯有四倍體與二倍體馬鈴薯之分．馬鈴薯育種進(jìn)程緩慢主要是山地栽培馬鈴薯大多為四倍體馬鈴薯，高度雜合的四倍體馬鈴薯中隱性基因表現(xiàn)頻率低，而有利等位基因很難重組到一個(gè)四倍體品種中；馬鈴薯種植兒年后，易受到農(nóng)田中馬鈴薯病毒感染，導(dǎo)致薯塊變小、品質(zhì)變劣、產(chǎn)量逐年下降，可以運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決上述問(wèn)題．已知，馬鈴薯的淀粉含量與細(xì)胞中A基因的數(shù)量有關(guān)，含A基因越多，淀粉含量越高．現(xiàn)有AAaa基因的馬鈴薯品種，專家通過(guò)以下操作流程最終獲得了淀粉含量高的脫毒優(yōu)良品種．

（1）將四倍體馬鈴薯的花粉經(jīng)①過(guò)程培育成單倍體幼苗，主要經(jīng)歷

 

兩個(gè)階段．該過(guò)程利用的原理是植物細(xì)胞的

 

．
（2）該過(guò)程使用的MS固體培養(yǎng)基中，除了含水、必需礦質(zhì)元素、氨基酸、維生素等物質(zhì)外，還必需添加

 

和

 

．需對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行

 

滅菌．
（3）AAaa基因型的馬鈴薯經(jīng)①過(guò)程得到的單倍體幼苗基因型是

 

，在幼苗時(shí)期經(jīng)過(guò)②過(guò)程，常用

 

試劑處理，使染色體數(shù)目加倍，得到AAAA AAaa aaaa三種基因型的四倍體植株，其中淀粉含量最高的植株占所有植株的概率為

 

．四倍體植株與單倍體植株比較往往有

 

的特點(diǎn)．
（4）馬鈴薯的育種過(guò)程中也常常選用二倍體馬鈴薯育種．近年來(lái)，通過(guò)太空育種、再經(jīng)科學(xué)雜交培育出的紫色馬鈴薯，因其富含花青素，具有抑制細(xì)胞癌變、增強(qiáng)人體免疫力的作用深受消費(fèi)者喜愛(ài)．科學(xué)家用一株紫色馬鈴薯做了以下實(shí)驗(yàn)：與一株黃白色馬鈴薯雜交，F(xiàn)₁紫色：黃白色=1：3；若自交，F(xiàn)₁為紫色：黃白色二8：7，此結(jié)果說(shuō)明控制馬鈴薯花青素的合成是由

 

對(duì)基因控制的．如將F₁中的紫色個(gè)體進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)，測(cè)交后代紫色：黃白色的比例約為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：植物培養(yǎng)的條件及過(guò)程,染色體組的概念、單倍體、二倍體、多倍體,雜交育種

專題：

分析：細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，即要體現(xiàn)全能性必須產(chǎn)生完整個(gè)體．
圖示為通過(guò)花藥培養(yǎng)月季花粉植株的兩種途徑，一種為通過(guò)胚狀體階段發(fā)育成植株；還有一種途徑為：花藥

脫分化

愈傷組織

再分化

胚狀體→植株，其中脫分化過(guò)程需避光培養(yǎng)才能形成愈傷組織，而再分化過(guò)程需光培養(yǎng)形成胚狀體．

解答： 解：（1）將四倍體馬鈴薯的花粉經(jīng)花藥離體培養(yǎng)后培育成單倍體幼苗，主要經(jīng)歷脫分化、再分化兩個(gè)階段．該過(guò)程利用的原理是植物細(xì)胞的全能性．
（2）該過(guò)程使用的MS固體培養(yǎng)基中，除了含水、必需礦質(zhì)元素、氨基酸、維生素等物質(zhì)外，還必需添加蔗糖和植物激素（生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）．需對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌．
（3）由于AAaa基因型的馬鈴薯經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂能夠產(chǎn)生AA、Aa、aa三種基因型的配子，并且比例為1：4：1，因此AAaa基因型的馬鈴薯經(jīng)花藥離體培養(yǎng)過(guò)程得到AA、Aa、aa三種基因型的單倍體幼苗．在幼苗時(shí)期常用秋水仙素試劑處理，使染色體數(shù)目加倍，得到AAAA、AAaa、aaaa三種基因型的四倍體植株．由于AA的配子比例為

1

6

，因此淀粉含量最高的植株（AAAA）占所有植株的概率為

1

6

．四倍體植株與單倍體植株比較往往有植株高大，馬鈴薯塊莖大，淀粉含量高的特點(diǎn)．
（4）根據(jù)題意可知，紫色馬鈴薯自交，后代表現(xiàn)型比例為8：7，該比例為9：3：3：1比例的變形，因此可以確定該性狀是由兩對(duì)等位基因控制的，可以用AaBb基因表示該馬鈴薯，即同時(shí)含有A基因和B基因即可，并且其中的AABB（顯性純合）致死．由于AABB個(gè)體致死，因此自交后代中紫色馬鈴薯的基因型為：

1

4

AABb、

1

4

AaBB、

1

2

AaBb，紫色個(gè)體進(jìn)行測(cè)交實(shí)驗(yàn)，測(cè)交后代紫色個(gè)體所占比例=

1

4

×

1

2

+

1

4

×

1

2

+

1

2

×

1

4

=

3

8

，因此測(cè)交后代紫色：黃白色的比例約為3：5．
故答案為：
（1）脫分化、再分化    全能性
（2）蔗糖    植物激素（生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）  高壓蒸汽
（3）AA   Aa   aa       秋水仙素    

1

6

    植株高大，馬鈴薯塊莖大，淀粉含量高
（4）2       3：5

點(diǎn)評(píng)：本題考查了植物組織培養(yǎng)、育種以及基因自由組合定律的應(yīng)用等方面的知識(shí)，具有一定的綜合性和難度，要求考生能夠識(shí)記植物組織培養(yǎng)的過(guò)程和原理；能夠確定AAaa基因型的馬鈴薯產(chǎn)生的配子的種類及比例；能夠熟練運(yùn)用基因的自由組合定律解決相關(guān)問(wèn)題；特別是注意8：7中的“8”原來(lái)是“9”，這是顯性純合致死導(dǎo)致的．