Question

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一．已知玉米的高秆、易倒伏（D）对矮秆、抗倒伏（d）为显性，抗锈病（R）对易染病（r）为显性，控制上述性状的两对基因分别位于两对同源染色体上．为获得纯合矮秆抗锈病玉米植株，研究人员采用如图所示的方法．请分析回答问题：

（1）若过程①中的F₁连续自交3代，则产生的F₄中纯合抗锈病植株占

 

，若从F₂开始逐代筛选出矮秆抗锈病植株，让其自交，淘汰掉易染病锈病植株，那么在得到的F₄抗锈病植株中纯合子占

 

．
（2）过程②中，若只考虑F₁中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型在理论上应有

 

种．
（3）过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的

 

作为探针进行分子杂交检测，又要用

 

的方法从个体水平上去鉴定玉米植株的抗病性．

Answer 1

考点：生物变异的应用

专题：

分析：根据题意和图示分析可知：
①为杂交育种中对筛选植株连续自交；
②是单倍体育种中选取花药进行离体培养；
③是植物组织培养，将植物离体细胞培养成植株；

解答： 解：（1）过程①为杂交育种．纯种高杆抗病植株DDRR与矮杆不抗病植株ddrr杂交得到的F₁的基因型为DdRr，自交1代，产生的F₂代中抗病植株的基因型为DD和Dd，不抗病植株的基因型为dd，比例为1：2：1．再自交1代，产生的F₃代中纯合抗病植株占DD

1

4

×1+

2

4

×

1

4

=

3

8

，杂合体Dd

2

4

×

2

4

=

1

4

，再自交1代，产生的F₄代则DD为

3

8

×1+

1

4

×

1

4

=

7

16

；若从F₂代开始逐代筛选矮秆抗锈病植株自交，淘汰掉易染锈病植株，因为F₂中ddRR：ddRr=1：2，则F₃中ddRR：ddRr=(

1

3

+

2

3

×

1

4

)：(

2

3

×

1

2

)=3：2，F₄中ddRR：ddRr=(

3

5

+

2

5

×

1

4

)：(

2

5

×

1

5

)）=7：2，所以在得到的F₄抗锈病植株中纯合子ddRR占

7

9

．
（2）由于F₁的基因型为DdRr，其减数分裂后可产生DR、Dr、dR、dr四种花药．若只考虑F₁中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则其减数分裂后可产生2ⁿ种花药．利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有2ⁿ种．
（3）过程③中为了确定抗锈过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的病转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素标记的目的基因（抗锈病基因）．作为探针进行分子杂交检测，又要用感染锈病的方法从个体水平上去鉴定玉米植株的抗病性．
故答案是：
（1）杂交育种   DdRr   

7

9

（2）2ⁿ
（3）目的基因（抗锈病基因）    感染锈病

点评：育种实际上是对遗传基本规律和变异知识的应用，考试中常以某一作物育种为背景，综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种及基因工程育种的区别与联系，这部分需要重点记忆杂交育种的概念和原理以及诱变育种的原理．