Question

以甲品种矮秆易感稻瘟病（ddrr）和乙品种高秆抗稻瘟病（DDRR）两种野生水稻，进行如图I的育种。回答下列问题：

（1）将甲和乙杂交，得F₁，若F₁连续自交至F₃，纯合抗病的比例为_______；若选F₂中矮秆抗病的水稻植株进行自交，其产生的子代中ddRR和ddRr的比例为_______。

（2）设计实验判断这两对等位基因是否位于两对同源染色体上，写出杂交思路、预期结果及相关结论_______。

（3）图中育种过程中，应用了基因重组这一原理的有________（填序号）。

（4）过程①可用X射线处理，使水稻发生基因突变，但并不一定引起水稻性状的改变，其中一种原因可能是________。

（5）通过⑥得到的植株，茎尖细胞在有丝分裂后期有________个染色体组。

（6）若发现甲品种的2号染色体有三条，其组成如图II所示。假如甲在减数分裂过程时3条2号染色体随机移向两极，最终形成具有1条和2条染色体的配子，那么以甲为母本与一个正常植株测交，后代的基因型（只考虑图II的基因）及比例为_______。

Answer

3/8 3∶2 杂交思路：首先让甲与乙杂交获得F1，再让F1自交得到F2，观察并统计F2的表现型的种类和比例。

预期结果和结论：

①若F2性状表现为4种，且比例为9∶3∶3∶1，则说明两对等位基因分别位于两对同源染色体上。

②若F2性状表现型是2种，比例是3∶1，则说明两对等位基因位于一对同源染色体上。 ②④⑤ 密码子的简并性，对应的氨基酸的种类不变，可能发生隐性突变或者可能受环境影响等 8 Dd∶ddd∶Ddd∶dd=1∶1∶2∶2

【解析】

1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子时，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体的非等位基因进行自由组合；由于自由组合定律同时也遵循分离定律，因此可以将自由组合问题转化为分离定律问题进行解答。

2、由题图可知，①是诱变育种，原理是基因突变；②是基因工程育种，原理是基因重组；③④是杂交育种，原理是基因重组；③⑤是单倍体育种，原理是基因重组和染色体变异；⑥是多倍体育种，原理是染色体变异。

（1）对于抗病性状来说，甲乙的基因型是rr、RR，子一代基因型是Rr，连续自交2次，得到子三代，杂合体的比例是Rr=（1/2）2=1/4，纯合感病的比例=纯合抗病的比例=（1-1/4）÷2=3/8；子一代基因型是DdRr，自交得到子二代矮秆抗病的水稻植株的基因型是ddRR∶ddRr=1∶2，自交后代ddRR=1/3+2/3×1/4=1/2，自交后代ddRr=2/3×1/2=1/3，ddRR和ddRr的比例=3：2。

（2）两对等位基因如果位于2对同源染色体上，则遵循自由组合定律，如果位于一对同源染色体上，则不遵循自由组合定律，因此让甲与乙杂交获得F1，再让F1自交得到F2，观察并统计F2的表现型的种类和比例，可以推测2对等位基因是否位于2对同源染色体上；如果位于2对同源染色体上，则F2性状表现为4种，且比例为9∶3∶3∶1，如果位于一对同源染色体上，则自交后代的表现型是2种，比例是3：1。

（3）由题图可知，应用基因重组原理的育种方法是②④⑤。

（4）由于密码子具有简并性，基因突变后，转录形成的密码子发生改变，但是改变后的密码子可能与改变前的密码子编码同一种，氨基酸，因此基因突变不一定引起生物性状改变，也可能是显性纯合体的一个显性基因突变为隐性基因，生物性状也不发生改变。

（5）由于亲本基因型是DDRR（ddrr）含有2个染色体组，多倍体育种形成的多倍体的染色体组是4个，有丝分裂后期由于着丝点分裂，染色体暂时加倍后，染色体组数目是8个。

（6）按照分离定律，母本产生的配子类型及比例是dd∶D∶Dd∶d=1∶1∶2∶2，与正常雄株测交后代的基因型及比例是Dd∶ddd∶Ddd∶dd=1∶1∶2∶2。