北京时间2006年9日下午3时整,中国主要为农业提供服务的一颗卫星——“实践八号”育种卫星在酒泉卫星发射中心发射升空。主要任务为空间诱变育种试验和机理研究。该卫星上装载粮、棉、蔬菜、林果花卉等九大类两千余份约二百一十五公斤农作物种子材料,用于进行空间环境下的诱变飞行试验。卫星还装载多项空间环境探测装置,用于探测空间环境辐射、微重力和地磁场等环境要素,开展空间环境要素诱变育种的对比研究。此外,卫星还将进行其他多项搭载科学试验。这对于中国发展航天育种产业并保持该领域世界领先地位、进一步提高中国育种技术水平以更好服务农业生产、促进中国农业持续健康发展、推进社会主义新农村建设、保证国家食物安全等方面均具有重要作用。
请依据你所学的生物学知识回答下列问题:
(1)“实践八号”育种卫星返回舱中搭载有多种种子。在宇宙飞船上进行育种时,下列哪一项是在地球表面进行诱变育种时无法摸拟的 ( )
A.辐射 B.微重力 C.等离子气体 D.α-射线和r-射线
(2) 如果将两棵发育状况极为相似的黄豆幼苗,分别在同一时间平放在地面实验桌和太空实验桌的边缘上,并在幼苗中部将幼苗固定好,让幼苗的根部离开实验桌边缘(两者的距离相当)。然后把太空实验桌平放在“实践八号”上,并随卫星在宇宙中遨游7天。返地后将两棵幼苗相比,不可能有的变化是 ( )
A.太空幼苗的根向地弯曲的程度大 B.地面幼苗的根向地弯曲的程度大
C.太空幼苗的DNA发生变化 D.地面幼苗的茎背地弯曲的程度大
(3)搭载“实践八号”的上述作物种子在微重力和宇宙射线的作用下,易发生基因突变。科学家在此实验中一般会选择萌发的种子而不是休眠的种子,其原因是_________________________________________________________。
(4)有人认为:“实践八号”搭载的上述种子可用于研究其基因结构的改变,但猪精液是不可能发生这种变异的”。你认为该种说法正确吗?为什么?
(5)如果纯种黄色子叶的豌豆种子搭乘“实践八号”从太空返回后种植得到的植株经自花受粉所结的种子中,除了黄色子叶的性状外,还出现了从来没有见过的白色子叶的性状。假设黄色子叶和白色子叶是一对相对性状,且为完全显性遗传,请你用已有的白色子叶豌豆和纯种黄色子叶豌豆为实验材料,设计配种方案(包括方法、可能的结果和相应的结论),以鉴别这一对相对性状的显隐性关系。`
在线课程答案:(1)B (2)A
(3)萌发的种子细胞分裂旺盛,在分裂间期DNA复制过程中可能产生差错导致基因突变。
(4)正确 因为猪精液是精原细胞经过减数分裂产生的,不再继续分裂,所以其基因结构是不会发生改变
(5)方法一:选择白色豌豆与纯种黄色子叶豌豆杂交,如果子一代全部表现为黄色,则黄色子叶为显性,白色子叶为隐性;如果子一代全部表现为白色,则白色子叶为显性,黄色子叶为隐性;如果子一代既有白色子叶又有黄色子叶,则白色为显性。
方法二:选择白色子叶豌豆自交,如果子代出现性状分离,则白色子叶为显性;如果子代全部表现为白色子叶,则白色子叶碗豆为纯种,再让纯种白色子叶豌豆与纯种黄色子叶豌豆杂交杂交,其后代表现出来的性状为显性性状,没有表现出来的性状为隐性性状。
解析:太空育种就是利用太空环境(微重力、强辐射等)进行诱变的一种育种方法,主要原理为基因突变,作用的时期在分裂间期,所以材料必须有分裂能力的。显隐性关系确定的实验设计通常有2种思维方法,即定义法和性状分离法。(1)同一性状的2种表现类型(即一对相对性状,完全显性遗传)的亲本杂交,不论正交,还是反交,F1后代数量足够大且总是为某1种表现类型(即表现型相同),则F1表现出来的哪个亲本性状为显性性状,F1未表现出来的哪个亲本性状为隐性性状。这种方法叫定义法。(2)选择1对或多对表现类型相同的个体杂交(植物个体自交属于这种情况),若后代出现性状分离即“无中生有”,那么可以判断“亲本性状”为显性性状,“新性状”(即与亲本不同的性状)为隐性性状。这种方法叫性状分离法。