题目内容
【题目】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 。
【答案】
(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。
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 |
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