Question

某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状。抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d, E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎,只含有D或 E 表现为中茎，其他表现为高茎。现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种。

请回答：

（1）自然状态下该植物一般都是_______合子。

（2）若采用诱变育种，在γ射线处理时，需要处理大量种子，其主要原因是基因突变具有              和少利多害性等特点。

（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在 F₂中选出抗病矮茎个体， 再经连续自交和筛选等手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种。据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的时间_________（“越长”或“越短”）。若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F₁在自然状态下繁殖，则理论上，F₂的表现型及比例为                         。

（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有                    。

Answer

（1）纯

（2）频率很低和不定向性（写出一个即得2分）

（3）越长 矮茎：中茎：高茎＝9：6：1

（4）染色体变异、细胞的全能性（只要有“染色体变异”即得2分）

【解析】

（1）因为自然状态下是自花传粉闭花授粉，所以自然状态下该植物都是纯种，即纯合子。

（2）诱变育种利用的原理是基因突变，但基因突变具有低频性、不定向性和多害少利性，所以诱变育种时需要处理大量的实验材料。

（3）杂交育种要的得到稳定遗传的品种，需要自交后通过不断自交来提高纯合度，所以一般情况下控制性状的基因数越多，其育种过程所需的时间会越长。如果只考虑高茎F1全部是高茎的杂合子，自然状态下是自交即DdEe自交，后代应有16种结合方式9种基因型，D-E-的是矮茎应占9份，ddee的是高茎应占1份，其余的是中茎D-ee或ddE-占6份，故应是矮茎：中茎：高茎＝9：6：1 。

（4）如果采用单倍体育种需要先进行花药离体培养，然后再用秋水仙素进行染色体数目加倍处理，涉及到了染色体变异和植物细胞的全能性。

【考点定位】本题考查遗传和变异相关知识，意在考察考生对知识点的理解掌握程度。

【名师点睛】常见遗传育种方式的不同点

方法

原理

常用方法

优点

缺点

代表实例

杂交

育种

基因

重组

杂交

操作简单，目标性强

育种年限长

矮秆抗

病小麦

诱变

育种

基因

突变

辐射诱变、激光诱变等

提高突变率，加速育种进程

有利变异少，需大量处理实验材料

高产青

霉菌株

多倍

体育

种

染色

体变

异

秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种

所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展

无子西瓜、

八倍体小

黑麦

单倍

体育

种

染色体变

异

花药离体培养后，再用秋水仙素处理

明显缩短育种年限

技术复杂，需要与杂交育种配合

“京花1

号”小麦

基因

工程

育种

基因

重组

将一种生物特定的基因转移到另一种生物细胞中

能定向改造生物的遗传性状

有可能引发生态危机

转基因

抗虫棉