Question

20．杂种优势泛指杂种品种即F₁（杂合子）表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种（纯系）的现象．现阶段，我国大面积推广种植的优质、高产玉米品种均为杂合子．请回答：
（1）玉米是单性花，雌雄同株的作物．在杂交过程中，玉米相对豌豆可以简化环节，在开花前直接给雌花套袋处理即可．
（2）在农业生产时，玉米杂交种（F₁）的杂种优势明显，但是F₂会出现杂种优势衰退现象． 这可能是F₁产生配子时发生了基因分离，使F₂出现一定比例纯合子所致．
（3）玉米的大粒杂种优势性状由一对等位基因（A₁A₂）控制，现将若干大粒玉米杂交种平分为甲、乙两组，相同条件下隔离种植，甲组自然状态授粉，乙组人工控制自交授粉．若所有的种子均正常发育，连续按甲乙组方式处理三代，所得植株第4年杂种优势衰退率（小粒所占比例）分别为$\frac{1}{2}$、$\frac{7}{8}$．
（4）玉米的大穂杂种优势性状由两对等位基因（B₁B₂C₁C₂）共同控制，两对等位基因都纯合时表现为衰退的小穂性状．若大穂杂交种F₁ （B₁B₂C₁C₂）自交，F₂出现衰退的小穂性状的概率为$\frac{1}{4}$，则说明基因与染色体的位置关系是两对等位基因位于非同源染色体上．

Answer 1

分析 豌豆作为遗传实验材料的原因有：自花传粉、闭花受粉植物，自然状态都是纯种；有易于区分的相对性状．
而玉米是两性花，因此自然状态进行的随机交配．
分析题意可知，杂种优势泛指杂种品种即F₁（杂合子）表现出的某些性状或综合性状优越于其亲本品种（纯系）的现象，也就是只有杂合子才会表现出杂种优势，显性纯合或隐性纯合均表现为衰退．

解答 解：：（1）豌豆是自花传粉、闭花授粉植物，而玉米是单性花，雌雄同株的作物，因此在杂交过程中，玉米相对于豌豆可以简化环节，在开花前直接给雌、雄花序去雄、套袋处理即可．
（2）在农业生产时，玉米杂交种（F₁）的杂种优势明显，但是F₂会出现杂种优势衰退现象．这可能是F₁产生配子时发生了基因分离，使F₂出现一定比例隐性纯合子所致．
（3）根据题意可知，只有杂合子才能表现杂种优势．甲组实验中自然状态授粉，进行的是随机交配，因此不管种植多少年，三种基因型的比例均为$\frac{1}{4}$A₁A₁、$\frac{1}{2}$A₁A₂、$\frac{1}{4}$A₂A₂，只有A₁A₂表现为杂种优势，因此衰退率为$\frac{1}{2}$；乙组人工控制自交授粉，第4年种植时就是自交产生的子三代后代分别为$\frac{7}{16}$A₁A₁、$\frac{1}{8}$A₁A₂、$\frac{7}{16}$A₂A₂，则乙组杂种优势衰退率为$\frac{7}{8}$．
（4）大穂杂交种F₁（B₁B₂C₁C₂）自交，分别考虑一对基因，每对基因纯合的概率均为$\frac{1}{2}$，而F₂出现衰退的小穂性状的概率$\frac{1}{4}$就等于$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$，则说明两对等位基因位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律．
故答案为：
（1）套袋
（2）基因分离
（3）$\frac{1}{2}$      $\frac{7}{8}$
（4）两对等位基因位于非同源染色体上

点评 本题考查了生物变异在育种方面的应用以及分离定律和自由组合定律的应用，意在考查考生的分析能力以及运用遗传定律进行有关概率计算的能力，难度适中．