Question

8．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纯 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，其原因是基因突变具有频率很低和不定向性 和有害性这三个特点．
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂等分离世代中保留 抗病矮茎个体，再经连续自交等筛选手段，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．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的表现型及比例为矮茎：中茎：高茎=9：6：1．
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有染色体变异，最后选育的品种所占比例为$\frac{1}{8}$．
（5）若此植物群体能随机交配，每种基因型的成活率相同，其后代有9900株抗病和100株感病，则后代中Rr的基因型频率为18%．但实际上，在天然环境中，感病的比例会降低，这是自然选择的结果．

Answer 1

分析 1、分析题文：抗病性和茎的高度是独立遗传的性状，遵循基因的自由组合定律．利用感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，培育纯合的抗病矮茎品种的方法有：诱变育种、杂交育种和单倍体育种．
2、诱变育种能大幅度改变育种进程，但是基因突变是不定向的，成功率低；杂交育种虽然时间比较长，但是方法比较简单；单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限，只是技术比较复杂，应用到花药离体培养和秋水仙素处理等手段．

解答 解：（1）由于该植物是自花且闭花授粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子．
（2）诱变育种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点，所以需要处理大量种子．
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂等分离世代中保留抗病矮茎个体，再经连续自交等筛选手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种．一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种，因此育种所需的时间越长．若只考虑茎的高度，F₁（DdEe）在自然状态下繁殖即自交后，F₂中表现型及比例为9矮茎（9D_E_）：6中茎（3D_ee、3ddE_）、1高茎（1ddee）．
（4）单倍体育种的原理是染色体变异，最后选育的品种所占比例为$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}=\frac{1}{8}$．
（5）若此植物群体能随机交配，每种基因型的成活率相同，其后代有9900株抗病和100株感病，即rr的基因型频率为$\frac{1}{100}$，r的基因频率=$\sqrt{\frac{1}{100}}$=$\frac{1}{10}$，R的基因频率为$\frac{9}{10}$，根据遗传平衡定律，后代中Rr的基因型频率为2×$\frac{1}{10}×\frac{9}{10}$=$\frac{18}{100}$，即18%．但实际上，在天然环境中，感病的比例会降低，这是自然选择的结果．
故答案为：
（1）纯
（2）频率很低和不定向性
（3）保留　　　时间越长　　矮茎：中茎：高茎=9：6：1
（4）染色体变异    $\frac{1}{8}$
（5）18%　　降低　　自然选择

点评 本题考查了生物学育种中的杂交育种、诱变育种、单倍体育种等相关知识，意在考查考生识记和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力．