Question

16．通过杂交可将同一物种的不同个体的优良性状集中在一起，也可将不同物种的染色体集中在一起．以甲×乙为杂交模型，请回答下列问题：
（1）无子西瓜备受青睐，结无子西瓜的植株是由父本甲与母本乙四倍体西瓜（植株）（倍体）杂交得到的，无子西瓜培育的遗传学原理是染色体变异．
（2）现有三个纯系水稻品种：Ⅰ矮秆易感病有芒（aabbDD）、Ⅱ高秆易感病有芒（AAbbDD）、Ⅲ高秆抗病无芒（AABBdd）．请回答：
①为获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应选择的杂交亲本甲、乙为Ⅰ、Ⅲ（序号），获得F₁后，如让F₁自交，则F₂中表现为矮秆抗病无芒的个体占F₂总数的$\frac{3}{64}$．
②如果在①中所述F₁基础上尽快获得矮秆抗病无芒新品种，写出后续的育种过程（文字箭头）．第一步：取F1的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗；第二步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种．

Answer 1

分析 四种育种方法：

	杂交育种	诱变育种	单倍体育种	多倍体育种
方法	（1）杂交→自交→选优	辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理	花药离体培养、秋水仙素诱导加倍	秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理	基因重组	基因突变	染色体变异（染色体组先成倍减少，再加倍，得到纯种）	染色体变异（染色体组成倍增加）

解答 解：（1）无子西瓜的培育过程是：普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体（2N=22），用秋水仙素处理其幼苗，令二倍体西瓜植株细胞染色体成为四倍体（4N=44），然后用四倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授四倍体雌蕊上）进行杂交，获得三倍体，在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实．这属于多倍体育种，其原理是染色体变异．
（2）①分析题干信息可知，品种Ⅰ为矮秆纯合体，而Ⅱ、Ⅲ分别是高秆感病有芒和高秆无芒品种，故若获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应选择的杂交亲本为品种Ⅰ（aabbDD）和品种Ⅲ（AABBdd）进行杂交得F₁（AaBbDd），然后让F₁自交得F₂，则F₂中表现为矮秆（$\frac{1}{4}$aa）抗病（$\frac{1}{4}$BB+$\frac{2}{4}$Bb）无芒（$\frac{1}{4}$dd）的个体占F₂总数的$\frac{1}{4}×\frac{3}{4}×\frac{1}{4}=\frac{3}{64}$．
②能明显缩短育种年限的方法是单倍体育种，即取甲×乙杂交的获得后代F₁，取F₁的化药进行离体培养，获得单倍体幼苗；再用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种．
故答案为：
（1）四倍体西瓜（植株）　染色体变异
（2）①Ⅰ、Ⅲ$\frac{3}{64}$　　②第一步：取F1的花药进行离体培养，获得单倍体幼苗；第二步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种

点评 本题考查了生物变异的应用的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、分析题意以及解决问题的能力．要求学生将杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种等方式的原理识记并理解，属于中档题．