Question

【题目】杂种优势泛指 F1（杂合子）表现出的某些性状或综合性状优于其亲本品种（纯 合子）的现象。现阶段，我国大面积推广种植的优质高产玉米品种均为杂合子。请回答：

（1）玉米是单性花、雌雄同株的农作物。在杂交过程中 ，玉米相对于豌豆可以简化_____ 环节。

（2）在农业生产时，玉米杂交种（F1）的杂种优势明显，但是 F2 会出现杂种优势衰退现象， 原因是 F1 产生配子时等位基因发生了_____，受精后使 F2 出现一定比例的纯合子。

（3）若玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因（A1 A2）控制。现将若干大粒玉米杂 交种均分为甲、乙两组，相同条件下隔离种植。甲组在自然状态下受粉，乙组在人工控制下进行 严格的自交受粉。若所有的种子均正常发育，则繁殖两代后甲组和乙组杂种优势衰退率（小粒所占比例）分别为_____、_____，该实验的目的是_____ 。

（4）若玉米的大 穗杂种优势性状由两对等位基因（B1B2 C1C2）共同控制。两对等位基 因都 纯合时表现为衰退的小穗性状。若大穗杂交种（B1B2 C1C2）自交，F1 中会出现衰退的小穗性 状，且概率为 1/2，则说明 这两对等位基 因位于____________________，且____________________（填“发生” 或“不发生”）交叉互换。

（5）若玉米的某杂种优势性状由 n 对等位基因控制，且每对等位基因都独立遗传。若某杂 种优势品种的 n 对基因都杂合，其后代的 n 对基因都纯合时才表现为衰退性状，则该优势品 种（F1）在自然状态下受粉，第 2 年种植时（F2）表现为衰退性状的概率为____________________， 由此推断，F2 杂种优势衰退率与杂合等位基因对数的关系是____________________。

Answer 1

【答案】去雄分离1/23/4研究受粉方式对杂种优势衰退率的影响一对同源染色体上不发生（1/2）nF 中杂合等位基因对数越多，F 的衰退率就越低

【解析】

1、豌豆是自花传粉、闭花受粉的植物，自然状态一般都是纯种。玉米是雌雄同株，单性花，自然状态可随机交配。

2、遗传平衡定律

设某种群中含有A、a，A的基因频率为p，a的基因频率为q，有p＋q＝1。AA的比例为p2，aa的比例为q2，Aa的比例为2pq。

（1）豌豆杂交过程：去雄→套袋→授粉→套袋。由于玉米是单性花，且雌雄同株，在杂交过程中，可以生物去雄这个环节。

（2）在农业生产时，玉米杂交种（F1）的杂种优势明显，但是F2会出现杂种优势衰退现象。原因是F1产生配子时等位基因发生了分离，受精后使F2出现一定比例的纯合子。

（3）甲组在自然状态下受粉，是随机交配，遵循遗传平衡定律，不管繁殖多少代，基因的频率均不变。A1和A2的比例均为1/2，A1A1的比例为1/2×1/2=1/4，A2A2的比例为1/2×1/2=1/4，A1A2的比例为2×1/2×1/2=1/2。A1A1、A2A2均表现为衰退的性状，因此繁殖两代后甲组的杂种优势衰退为1/2。乙组在人工控制下进行严格的自交受粉。A1A1的比例为3/8，A2A2的比例为3/8，A1A2的比例为1/4。A1A1、A2A2均表现为衰退的性状，因此繁殖两代后乙组的杂种优势衰退为3/4。由题意可知，本实验的自变量为受粉方式（自然状态下受粉与严格的自交受粉），因变量是繁殖两代后杂种优势衰退率。因此，该实验的目的是研究受粉方式对杂种优势衰退率的影响。

（4）若这两对等位基因位于两对同源染色体上，则会遵循基因的自由组合定律，大穗杂交种（B1B2C1C2）自交，F1中纯合子占的比例为1/2×1/2=1/4，因而出现衰退的小穗性状的概率为1/4。若这两对等位基因位于一对同源染色体上，F1中纯合子占的比例为1/2，因而出现衰退的小穗性状的概率为1/2。由题干可知，这两对等位基因位于一对同源染色体上，且不会发生交叉互换。

（5）若玉米的某杂种优势性状由n对等位基因控制，且每对等位基因都独立遗传，则均遵循基因的自由组合定律。只考虑一对等位基因，F2中纯合子的概率为1/2，因此n对等位基因，F2中纯合子的概率为（1/2）n，由此推断，F1中杂合等位基因对数越多，F2的衰退率就越低。