Question

10．玉米的宽叶（A）对窄叶（a）为显性，控制该性状的基因位于3号染色体上，宽叶AA表现为高产，宽叶Aa表现为中产，而窄叶aa相对低产．另一对性状有茸毛（D）对无茸毛（d）为显性，控制该性状的基因位于5号染色体上，有茸毛植株具有显著的抗病能力，且易辨别，该显性基因纯合时植株幼苗期就不能存活．请回答下列问题：
（1）第1代基因型全为Aa的玉米自交，子一代中变现为低产的个体的比例为$\frac{1}{4}$，在育种过程中被淘汰；要在子代中选育出稳定遗传的品种，需进一步自交和选育，按照自交→淘汰→选育的育种方法，理论上第4代选育后不能（填“能”或“不能”）达到要求，原因是第4代选育后的AA比例是$\frac{7}{9}$，达不到农业生产要求．
（2）现有纯种的宽叶无茸毛玉米和窄叶有茸毛玉米．
①若将两种玉米进行人工杂交，F₁的基因型是AaDd、Aadd．
②若选取F₁植株中宽叶有茸毛个体同株人工授粉产生F₂，则理论上F₂成熟植株的表现型（仅从叶型和有无茸毛看）有4种，成熟植株中高产抗病植株的比例为$\frac{1}{6}$．
（3）不能（填“能”或“不能”）从F₂成熟植株中直接选出高产抗病玉米用于生产？若能，说明理由；若不能，应如何选择培育？在F1植株中选出宽叶有茸毛植株自交，第二年将各自收获的部分种子种植，观察叶型有无形状分离，没有性状分离的就是要选育的高产抗病植株．

Answer 1

分析 分析题意可知，控制叶型的基因位于3号染色体上，控制有无绒毛的基因位于5号染色体上，因此这两对基因遵循基因的自由组合定律．

解答 解：（1）第1代基因型全为Aa的玉米自交，后代有$\frac{1}{4}$AA、$\frac{1}{2}$Aa、$\frac{1}{4}$aa，因此子一代中表现型为低产的aa个体的比例为$\frac{1}{4}$，在育种过程中被淘汰；要在子代中选育出稳定遗传的品种，需进一步自交和选育，按照自交→淘汰→选育的育种方法，理论上第4代选育后不能达到要求，如果按照不淘汰的比例计算，第四代中Aa=（$\frac{1}{2}$）³=$\frac{1}{8}$，则AA占$\frac{7}{16}$，因此原因是第4代选育后的AA比例是$\frac{7}{9}$，达不到农业生产要求．
（2）现有．
①纯种的宽叶无茸毛玉米的基因型为AAdd，由于有茸毛的纯合子在幼苗期死亡，因此窄叶有茸毛玉米基因型为aaDd，若将两种玉米进行人工杂交，F₁的基因型是AaDd、Aadd．
②若选取F₁植株中宽叶有茸毛个体（AaDd）同株人工授粉产生F₂，根据基因的自由组合定律，理论上F₂成熟植株的表现型有4种，由于DD个体幼苗期死亡，因此成熟植株中高产抗病植株（AADd）的比例=$\frac{1}{4}×\frac{2}{3}=\frac{1}{6}$．
（3）不能从F₂成熟植株中直接选出高产抗病玉米用于生产，应在F1植株中选出宽叶有茸毛植株自交，第二年将各自收获的部分种子种植，观察叶型有无形状分离，没有性状分离的就是要选育的高产抗病植株．
故答案为：
（1）$\frac{1}{4}$    不能    第4代选育后的AA比例是$\frac{7}{9}$，达不到农业生产要求
（2）①AaDd、Aadd    ②4    $\frac{1}{6}$
（3）不能   在F1植株中选出宽叶有茸毛植株自交，第二年将各自收获的部分种子种植，观察叶型有无形状分离，没有性状分离的就是要选育的高产抗病植株

点评 本题考查了基因分离定律和自由组合定律应用的有关知识，要求考生能够根据题干信息写出相关基因型；能够利用遗传定律进行有关计算，难度适中．