Question

19．现有两纯种小麦，一纯种小麦性状是高秆（D），抗锈病（T）；另一纯种小麦的性状是矮秆（d），易染锈病（t）（两对基因独立遗传）．育种专家提出了如图I、II两种育种方法以获得小麦新品种，问：

（1）要缩短育种年限，应选择的方法是Ⅰ，该方法称单倍体育种，依据的变异原理是染色体变异．方法Ⅱ所示的育种方法是杂交育种，依据的变异原理是基因重组．
（2）图中①和④的基因组成分别为DT和ddTT；
（3）（二）过程中，D和d的分离发生在减Ⅰ后期（时期），（三）过程采用的操作称为花药离体培养，获得的植株往往表现为弱小，高度不育等特点．（四）过程所作的处理是秋水仙素处理单倍体幼苗；使用的药剂的作用是抑制纺锤体的形成．
（4）方法Ⅱ一般从F₁经（五）过程后开始选种，这是因为F₁自交后发生性状分离．（五）过程产生的抗倒伏抗锈病植株中的纯合体占$\frac{1}{3}$，若要在其中选出最符合生产要求的新品种，最简便的方法是自交，让F₁按该方法经（五）（六）过程连续进行2代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占$\frac{1}{2}$．
（5）如将方法I中获得的③⑤植株杂交，再让所得到的后代自交，则后代基因型及比例为DDtt：Ddtt：ddtt=1：2：1．
（6）图示的两种育种方法都以亲本杂交开始，这样做的目的是使两个亲本中控制优良性状的基因集中在F₁体细胞内，继而F₁产生配子时同源染色体的等位基因分离的同时，非同源染色体的非等位基因自由组合．
（7）除上述方法外，也可将高杆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射获得矮抗是由于发生了基因突变，某些化学物质也能引起这种变化，请列举二种亚硝酸、硫酸二乙脂，但一般说来，这种情况不容易发生，因为基因突变率低，是不定向的．

Answer 1

分析 四种育种方法的比较如下表：

	杂交育种	诱变育种	单倍体育种	多倍体育种
方法	杂交→自交→选优	辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理	花药离体培养、秋水仙素诱导加倍	秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理	基因重组	基因突变	染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种）	染色体变异（染色体组成倍增加）

根据题意和图示分析可知：图中Ⅰ育种方法是的单倍体育种，Ⅱ育种方法为杂交育种．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）根据图示可知，方法Ⅰ为单倍体育种，单倍体育种的依据的是染色体数目变异，即由未受精的生殖细胞直接发育形成的个体，其最大优点是能明显地缩短育种年限；方法Ⅱ为杂交育种，依据的遗传学原理是基因重组，即在形成配子，等位基因彼此分开，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由的组合．
（2）图中①为配子，基因型为DdTt的F₁减数分裂可产生4种配子（DT、Dt、dT、dt）．因为①经过花药离体培养和染色体加倍后形成DDTT，故①的基因型为DT；图中④是由配子②染色体数目加倍而成，配子②是dT，所以④的基因型为ddTT．
（3）（二）过程是减数分裂产生配子，D和d是等位基因，分离发生在减数第一次分裂后期；（三）过程是获得单倍体幼苗，常采用的方法称为花药离体培养；（四）过程是使染色体数目加倍，最常用的化学药剂是秋水仙素．使用的药剂的作用是抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成，使染色体数目加倍．
（4）由于F₁自交后发生性状分离，所以从F₁经（五）过程后开始选种．（五）过程产生的矮秆抗锈病植株基因型为ddTT和ddTt，其中纯合子占$\frac{1}{3}$．如果让F₁按（五）、（六）过程连续自交两代，则⑥中符合生产要求的能稳定遗传的个体占$\frac{1}{3}×$1+$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}$=$\frac{1}{2}$．
（5）如将方法Ⅰ中获得的③⑤植株的基因型分别是DDtt、ddtt，二者杂交，再让所得到的后代（Ddtt）自交，则后代的基因型及其比例为 DDtt：Ddtt：ddtt=1：2：1．
（6）图示的两种育种方法都以亲本杂交开始，这样做的目的是使两个亲本中控制优良性状的基因集中在F₁体细胞内，继而F₁产生配子时同源染色体的等位基因分离的同时，非同源染色体的非等位基因自由组合．
（7）除上述方法外，也可将高杆抗锈病纯种小麦用γ射线等照射获得矮抗是由于发生了基因突变，某些化学物质如亚硝酸、硫酸二乙脂等也能引起这种变化．由于基因突变率低，且具有不定向，所以一般说来，这种情况不容易发生．
故答案为：
（1）Ⅰ单倍体育种   染色体变异   杂交育种    基因重组   
（2）DT   ddTT  
（3）减Ⅰ后期   花药离体培养   弱小，高度不育   秋水仙素处理单倍体幼苗   抑制纺锤体的形成  
（4）F₁自交后发生性状分离  $\frac{1}{3}$  自交   $\frac{1}{2}$  
（5）DDtt：Ddtt：ddtt=1：2：1  
（6）等位基因   非同源染色体的非等位基因   
（7）基因突变  亚硝酸、硫酸二乙脂 基因突变率低，是不定向的

点评 本题考查育种的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．