Question

1．科研小组通过如图1所示的几种育种方法，分别获得了矮秆抗锈病新品种．已知高秆对矮秆为显性（分别用E、e表示），抗锈病对不抗锈病为显性（分别用F、f表示），两对基因分别位于两对同源染色体上．回答下列相关问题：

（1）矮秆不抗锈病通过射线照射获得植株B的原理是基因突变；此方法的优点包括提高了突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型．
（2）获得植株A所依据的原理是基因重组．F₂中能够稳定遗传的植株A占的比例为$\frac{1}{16}$；淘汰F₂中其他3种类型，剩余的矮秆抗锈病植株在自交，则在的F₁的矮秆抗锈病植株中纯合子所占的比例为$\frac{3}{5}$．重复该实验，偶尔发现某一F₁植株（植株甲）自交，其后代只出现高秆抗锈病和矮秆不抗锈病，且比例为3：1，分析其原因，可能是植株甲中控制这两对相对性状的基因所在的染色体发生了易位（或染色体结构变异）；请在图2中标出植株甲体内控制两对相对性状的基因E、e及F、f染色体上的位置．
（3）图中①过程为花药离体培养，秋水仙素能诱导植株C染色体加倍是因为秋水仙素抑制纺锤体形成．培育植株D的育种方法为单倍体育种．

Answer 1

分析 分析题图1可知，培育矮杆抗锈病植株A的过程是不同优良性状的亲本进行杂交得子一代，子一代自交的方法获得，该育种方法是杂交育种方法，其原理是基因重组；由遗传图解可知，EEFF×eeff→EeFf→E_F_：E_ff：eeF_：eeff=9：3：3：1．培育矮秆抗锈病植株B的过程是由射线照射纯种矮杆不抗锈病植株，选出矮秆抗锈病植株，该育种方法是诱变育种，其原理是基因突变．培育矮秆抗锈病植株D的过程是单倍体育种，C是用F₁植株花药中的花粉细胞组织培养获得的，其基因型DR、Dr、dR、dr四种，植株C是单倍体，高度不育，秋水仙素能抑制纺锤体的形成从而使染色体加倍，因此高度不育的植株C变成可育植株D可以采用适宜浓度的秋水仙素处理处理C幼苗的方法．

解答 解：（1）矮秆不抗锈病通过射线照射获得植株B的原理是基因突变；此方法的优点包括提高了突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型．
（2）获得植株A是通过杂交育种的方法，其原理是基因重组．F₂中能够稳定遗传的植株AeeFF占的比例为$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{16}$；淘汰F₂中其他3种类型，剩余的矮秆抗锈病植株eeF_（eeFF：eeFf=1：2）再自交，F₃为FF=$\frac{1}{3}$+$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{2}$，Ff=$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{3}$，则在F₃的矮秆抗锈病植株eeF_中纯合子所占的比例为$\frac{3}{5}$．重复该实验，偶尔发现某一F₁植株（植株甲）自交，其后代只出现高秆抗锈病和矮秆不抗锈病，且比例为3：1，分析其原因，可能是植株甲中控制这两对相对性状的基因所在的染色体发生了易位 （或染色体结构变异）．在图2中标出植株甲体内控制两对相对性状的基因E、e及F、f染色体上的位置图形，具体见答案．
（3）图中①过程为花药离体培养，秋水仙素能诱导植株C染色体加倍是因为秋水仙素抑制纺锤体形成．培育植株D的育种方法为单倍体育种．
故答案为：
（1）基因突变       提高了突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型
（2）基因重组        $\frac{1}{16}$         $\frac{3}{5}$          易位 （或染色体结构变异）   图形如下：
（合理即可）

（3）花药离体培养        秋水仙素抑制纺锤体形成        单倍体育种

点评 本题结合图解，考查生物变异及其应用，要求考生识记生物变异的类型及特点，掌握生物变异在育种工作中的应用，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查．