Question

水稻是重要的粮食作物之一。已知高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗病（R）对易感病（r）是显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有纯合的水稻品种甲（DDRR）和乙（ddrr）。根据材料分析回答：

（1）在图A所示杂交过程中，植株甲所结的种子中储藏营养物质的细胞基因型为________。播种这些种子后，长出的植株将会产生基因型为________的花粉，将这些花粉进行离体培养，获得幼苗后再用________试剂进行处理，所得的全部植株中能稳定遗传并符合生产要求的个体理论上占________。此育种方法与杂交育种方法相比，其优点是________。

（2）若将图A中F₁与另一水稻品种丙杂交，后代表现型及比例如图B所示，由此判断丙的基因型是________。

（3）运用杂交育种的方法培育符合生产要求的新品种时，按照图A程序得到F₂后，应通过________的方式来逐代淘汰不符合生产要求的个体。按照现代生物进化理论的观点，这种选择能定向改变种群的________，导致种群朝着一定的方向进化。

Answer 1

答案：
解析：

答案：（1）DDdRRr　DR、Dr、dR、dr　秋水仙素　1/4　能明显缩短育种年限 　　（2）Ddrr 　　（3）多代自交　基因频率 　　解题探究：（1）因为母本（甲）的基因型为DDRR，父本（乙）的基因型为ddrr，故植株甲所结的种子中储藏营养物质的细胞，即三倍体的胚乳细胞，其基因型为DDdRRr；因为植株甲所结种子中的胚的基因型为DdRr，故根据基因的自由组合定律可知，这些种子长成的植株将会产生基因型为DR、Dr、dR、dr的花粉；因为由这些花粉发育成的植株是单倍体，而秋水仙素具有使染色体加倍的作用，故这些单倍体经秋水仙素处理后，均可变为纯合的二倍体，即DDRR、DDrr、ddRR、ddrr，又因为这四者的数量相等，故全部植株中能稳定遗传并符合生产要求的个体（ddRR）理论上占1/4。（2）因为F1的基因型为DdRr，它与品种丙杂交后，后代中的高秆性状与矮秆性状之比为3∶1，抗病性状与易感病性状之比为1∶1，故可知品种丙的基因型为Ddrr。（3）因为运用杂交育种的方法培育符合生产要求的新品种时，每一代都会出现性状分离的现象，所以通过多代自交的方式即可逐代淘汰不符合生产要求的个体。因为本题所述水稻种群中的各基因的基因频率是一定的，但现在由于人工选择的作用具有定向性，故它会改变基因的频率，并且导致种群朝着一定的方向进化。

提示：

本题是一道既具有经典色彩，又具有较大创新性的遗传学方面的重要题型。其创新性：一是用图形（柱状图）来表示遗传结果，给人以启示；二是将杂交育种、单倍体育种和生物进化的知识很自然地综合在一起。突破本题的关键之一是根据“控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上”这一关键词，判定其相应的两对等位基因遵循自由组合定律；关键之二是通过图文转换，将B图中四条立柱的含义变成遗传数据，然后再由此推断出丙的基因型；关键之三是认识到人工选择与自然选择一样，都会改变种群的基因频率，从而导致种群朝着一定的方向进化。