Question

20．已知小麦的抗旱性和多颗粒均属显性遗传，且两对控制基因独立遗传．现有纯合的旱敏多颗粒、纯合的抗旱少颗粒、杂合抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）小麦品种．请回答下列问题：
（1）纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F₁自交：
①F₂中表现为抗旱多颗粒小麦的基因型有4种，要确认其基因型，可将其与隐性个体杂交，若杂交后代有两种表现型，则其基因型可能为RrDD或RRDd．
②若拔掉F₂中所有的旱敏植株后，剩余植株自交，从理论上讲F₃中旱敏植株所占比例是$\frac{1}{6}$．
（2）干旱程度越严重，抗旱植物根细胞中与抗旱有关的代谢产物相对越多，该现象说明生物的性状是基因和环境共同作用的结果．
（3）现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r（旱敏基因）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA．抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是碱基对替换．研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过控制酶的合成，控制代谢过程，进而控制生物体的性状实现的．
（4）请设计一个快速育种方案，利用抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）两植物品种作亲本，通过一次杂交，获得的后代个体全部是抗旱型抗病杂交种（RrDd）．具体做法是：先用Rrdd和rrDd通过单倍体育种得到RRdd和rrDD，然后让它们杂交得到杂交种RrDd．

Answer 1

分析 根据题意分析：抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上，说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律，设抗旱基因用A表示，多颗粒基因用B表示．则纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株的基因型为aaBB和AAbb，子一代基因型为AaBb，据此答题．

解答 解：（1）由题意知，抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上，说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律，且抗旱基因用R表示，多颗粒基因用D表示．
①纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株的基因型为rrDD和RRdd，子一代基因型为RrDd，F₂中抗旱多颗粒基因型有RRDD、RRDd、RrDD、RrDd．要确认其基因型，可将其与隐性个体rrdd杂交，若杂交后代有两种表现型，说明其基因型中有一对基因是杂合子，即其基因型为RrDD或RRDd．
②子二代的抗旱与旱敏感型植物的比例是3：1，拔掉旱敏感型植物后，RR：Rr=1：2，子二代抗旱植株自交，从理论上讲F₃中旱敏型植株的比例是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{6}$．
（2）根据题意，干旱程度越严重，抗旱植物根细胞中与抗旱有关的代谢产物相对越多，说明生物表现型是由基因和环境共同作用的结果．
（3）分析R、r的碱基序列可知，r突变为R基因，是碱基对的替换造成的．由题意知，与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，因此该抗旱基因控制抗旱性状是通过基因控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程进而间接控制生物的性状．
（4）用Rrdd和rrDd通过单倍体育种得到RRdd和rrDD，然后让它们杂交得到杂交种RrDd．
故答案为：
（1）①4  RrDD或RRDd     　
②$\frac{1}{6}$
（2）基因和环境共同作用
（3）碱基对替换  　控制酶的合成，控制代谢过程，进而控制生物体的性状
（4）单倍体

点评 对基因、蛋白质与性状的关系、杂交育种、基因突变的概念、基因对性状的控制途径及基因的自由组合定律的综合理解应用把握知识点间的内在联系是解题的关键．