Question

17．赤霉病是河南省驻马店市常见的小麦病害之一，调查发现受灾严重的是新蔡县种植的中筋小麦，而喜获丰收的是息县种植的优质高筋小麦和优质低筋小麦．小麦筋性由小麦麦谷蛋白的含量以及直链淀粉和支链淀粉的比例决定．已知小麦麦谷蛋白的合成由A/a基因控制；直链淀粉的合成由B/b基因控制，支链淀粉的合成由D/d基因控制，直链淀粉和支链淀粉的多少由B/b基因和D/d基因中显性基因的个数决定．若小麦中存在A基因，且直链淀粉含量高于支链淀粉时，小麦表现为高筋；若小麦中不存在A基因，且支链淀粉含量高于直链淀粉时小麦表现为低筋；其余为中筋．已知A/a、B/b、C/c、D/d三对基因分别位于三对同源染色体上．请回答下列相关问题：
（1）据题分析，这三对基因的遗传遵循自由组合定律．
（2）高筋小麦和低筋小麦的基因型种类分别有6、3种，纯合低筋小麦的基因型为aabbDD．
（3）若利用受灾地区种植的两个不同品种的纯合中筋小麦品系AABBDD和aabbdd，快速培育出能稳定遗传的优质高筋小麦和优质低筋小麦，常用的育种方法是进行单倍体育种．先让这两种中筋小麦品系进行杂交获得子一代，再用得到的F$\left.\begin{array}{l}{\;}\\{1}\end{array}\right.$植株的花粉进行花药离体培养获得单倍体植株，然后经人工诱导使染色体数目加倍．
（4）由于受当地条件限制，若采用既简便又经济的杂交育种方法得到F₁，F₁自交得F₂，则F₂中优质小麦所占比例为$\frac{5}{16}$．

Answer 1

分析 基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合．由题意知，小麦筋性由3对等位基因控制，A_BBDd、A_BBdd、A_Bbdd表现为高筋，aabbDD、aabbDd、aaBbDD表现为低筋，其他基因型表现为中筋，由于3对等位基因分别位于3对同源染色体上，因此遵循自由组合定律．

解答 解：（1）由题意知，3对等位基因分别位于3对同源染色体上，因此遵循自由组合定律．
（2）由分析可知，A_BBDd、A_BBdd、A_Bbdd表现为高筋，共有6种基因型，aabbDD、aabbDd、aaBbDD表现为低筋，共有3种基因型，纯合低筋小麦基因型是aabbDD．
（3）AABBDD与aabbdd杂交子一代的基因型是AaBbDd，用子一代花药离体培养，得到单倍体幼苗，再用秋水仙素处理或低温诱导染色体数目加倍，获得纯合子，选出优质高筋小麦和优质低筋小麦，就是能稳定遗传的，与杂交育种相比，该方法能明显缩短育种年限．
（4）由于3对等位基因遵循自由组合定律，杂交育种过程中，AaBbDd自交的到子二代的优质小麦的基因型是A_BBDd、A_BBdd、A_Bbdd、aabbDD、aabbDd、aaBbDD，比例是$\frac{3}{4}×\frac{1}{4}×\frac{1}{2}$+$\frac{3}{4}×\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$+$\frac{3}{4}×\frac{1}{2}×\frac{1}{4}$+$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$+$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}×\frac{1}{2}$+$\frac{1}{4}×\frac{1}{2}×\frac{1}{4}$=$\frac{5}{16}$．
故答案为：
（1）自由组合
（2）6、3      aabbDD
（3）杂交获得子一代      花药离体培养
（4）$\frac{5}{16}$

点评 本题旨在考查学生理解基因分离定律和自由组合定律的实质学会应用分离定律解决自由组合问题，理解并掌握单倍体育种的过程和原理及杂交育种和单倍体育种的优缺点，把握知识的内在联系，形成知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题．解答该题时首先要根据题干信息写出高筋、低筋小麦的基因组型，这是解题的关键所在．