雜交水稻具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)科研人員對(duì)雜交稻的無(wú)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(wú)性繁殖過(guò)程)進(jìn)行了研究。
(1)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(huì)發(fā)生
性狀分離
性狀分離
,無(wú)法保持其雜種優(yōu)勢(shì),因此需要每年制種用于生產(chǎn)。
(2)有兩個(gè)基因控制水稻無(wú)融合生殖過(guò)程:含基因A的植株形成雌配子時(shí),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(guò)受精作用,直接發(fā)育成個(gè)體。雄配子的發(fā)育不受基因A、P的影響。人們?cè)脠D1所示雜交方案,獲得無(wú)融合生殖的個(gè)體。
①若Ⅱ自交,所結(jié)種子的胚的基因型為aP或ap
aP或ap
。若Ⅲ自交,所結(jié)種子的胚的染色體組數(shù)為3
3
。
②理論上,Ⅳ作為母本能使子代保持母本基因型
保持母本基因型
。
(3)由于上述無(wú)融合生殖技術(shù)還存在不足,我國(guó)科研人員嘗試?yán)肅RISPR/Cas基因編輯技術(shù)敲除雜種水稻的4個(gè)相關(guān)基因,實(shí)現(xiàn)了雜種的無(wú)融合生殖(如圖2所示)。
①CRISPR/Cas基因編輯技術(shù)中使用的Cas核酸酶可以實(shí)現(xiàn)對(duì)DNA分子的定點(diǎn)切割,該酶切斷的化學(xué)鍵是c
c
。
a.氫鍵b。肽鍵c。磷酸二酯鍵d。高能磷酸鍵
②請(qǐng)?jiān)谏线叺目騼?nèi)繪制未敲除基因的雜種水稻自交繁殖所產(chǎn)生子代的染色體組成。
③據(jù)圖分析,科研人員利用基因編輯技術(shù)敲除的4個(gè)基因在實(shí)現(xiàn)無(wú)融合生殖過(guò)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(lái)源的染色體消失
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(lái)源的染色體消失
。
(4)無(wú)融合技術(shù)應(yīng)用于作物育種,可以使雜種通過(guò)無(wú)性繁殖得以保持雜種優(yōu)勢(shì),但也會(huì)導(dǎo)致基因
基因
多樣性降低,應(yīng)對(duì)雜草入侵或病毒侵害的能力降低,因而也藏有生態(tài)隱患。
(5)有人說(shuō)“科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍,應(yīng)當(dāng)審慎地使用基因編輯技術(shù)?!闭?qǐng)你談?wù)劵蚓庉嫾夹g(shù)可能帶來(lái)的影響。有利方面:疾病治療、作物改良、酶的結(jié)構(gòu)改造提高工業(yè)生產(chǎn)效率
潛在風(fēng)險(xiǎn):技術(shù)上存在隱患,例如脫靶(誤切割)帶來(lái)的新的未知基因突變;使原有基因組改變,導(dǎo)致基因間相互作用關(guān)系的改變
有利方面:疾病治療、作物改良、酶的結(jié)構(gòu)改造提高工業(yè)生產(chǎn)效率
潛在風(fēng)險(xiǎn):技術(shù)上存在隱患,例如脫靶(誤切割)帶來(lái)的新的未知基因突變;使原有基因組改變,導(dǎo)致基因間相互作用關(guān)系的改變
【答案】性狀分離;aP或ap;3;保持母本基因型;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(lái)源的染色體消失;基因;有利方面:疾病治療、作物改良、酶的結(jié)構(gòu)改造提高工業(yè)生產(chǎn)效率
潛在風(fēng)險(xiǎn):技術(shù)上存在隱患,例如脫靶(誤切割)帶來(lái)的新的未知基因突變;使原有基因組改變,導(dǎo)致基因間相互作用關(guān)系的改變