Question

14．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，抗病（R）对易感病（r）为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上．为获得纯合矮秆抗病玉米植株，研究人员采用了下图所示的方法．根据材料分析回答问题．

（1）过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变．
（2）过程①②③的育种过程依据的主要原理分别是基因重组、染色体变异、基因重组．
（3）过程②这种育种方法最大的优点是明显缩短育种年限．
与过程④的育种方式相比，过程③育种的优势是能定向改造生物的性状．
过程③中在构建抗病基因表达载体时，必须使用限制酶 和DNA连接酶两种工具酶；
（4）若过程①的F₁自交3代，每代淘汰不合格类型，产生的矮杆抗病植株中纯合体占$\frac{7}{9}$．
（5）过程②，若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为ddRR，在理论上有$\frac{M}{4}$株．
（6）盐碱地是一种有开发价值的土地资源，为了开发利用盐碱地，从而扩大耕地面积，增加粮食产量，我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系．为了确定耐盐转基因玉米是否培育成功，要用一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）的方法从个体水平鉴定玉米植株的耐盐性．

Answer 1

分析 阅读题干和题图可知，该题的知识点是生物变异的类型及变异在育种中的应用，图中，①是杂交育种，②是单倍体育种，③是基因工程育种，④是诱变育种；杂交育种和基因工程育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体变异，诱变育种的原理是基因突变．

解答 解：（1）④“航天育种”方法利用微重力提高基因突变的频率，变异类型是基因突变．
（2）①是杂交育种，育种原理是基因重组，②是单倍体育种，育种原理是染色体变异；③是基因工程育种，原理是基因重组．
（3）②是单倍体育种，该育种方法的优点是明显缩短育种年限；④是诱变育种，由于基因突变具有不定向性，因此诱变育种的方向很难把握，③是基因工程育种，能定向地改造生物的性状；基因工程育种过程中表达载体的构建需要限制酶、DNA连接酶．
（4）由题意中，F₁的基因型是DdRr，Rr自交三次，后代中Rr=$\frac{1}{8}$，RR=rr=$\frac{7}{16}$，$\frac{RR}{RR+Rr}$=$\frac{7}{9}$．
（5）F1的基因型是DdRr，产生的花粉的基因型是DR、Dr、dR、dr，比例是1：1：1：1，因此单倍体植株的基因型是DR：Dr：dR：dr=1：1：1：1，用秋水仙素处理后，获得的二倍体植株的基因型是DDRR：DDrr：ddRR：ddrr1：1：1：1，若单倍体幼苗通过加倍后获得M株玉米，通过筛选得到的矮秆抗病植株的基因型为ddRR，该植株的理论值$\frac{M}{4}$．
（6）用耐盐基因培育出了耐盐玉米新品系是否具有耐盐性，应该一定浓度盐水浇灌玉米植株或移栽到盐碱地中，观察玉米的生长状况．
故答案为：
（1）基因突变　
（2）基因重组、染色体变异、基因重组
（3）明显缩短育种年限　　能定向改造生物的性状     限制酶     DNA连接酶
（4）$\frac{7}{9}$
（5）ddRR　  $\frac{M}{4}$
（6）一定浓度盐水浇灌（移栽到盐碱地中）

点评 本题的知识点是变异在育种中的应用，旨在考查学生对杂交育种、单倍体育种、诱变育种、基因工程育种等育种方法从育种原理、优点和缺点、育种方法和过程等方面比较掌握，把握知识的内在联系并应用相关知识综合解答问题．