Question

12．水稻花为两性花，风媒传粉，花小，杂交育种工作量巨大．为了快速培育抗某种除草剂的水稻，育种工作者综合应用了多种育种方法，过程如下．请回答问题：
（1）育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株．然后用低温诱导单倍体植株染色体数目加倍，其原理是低温能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞．该育种方法是单倍体育种．
（2）用γ射线照射水稻幼苗，目的是诱发基因突变；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有抗该除草剂的能力．
（3）现有两个纯合的水稻品种：抗性高杆（易倒伏）和敏感矮杆（抗倒伏）品种．
已知抗性对敏感为显性，高杆对矮杆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少．请回答下列问题：
①杂交育种前，为了确定F₂代的种植规模，需要正确的预测杂交结果．若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗性与敏感这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是高杆与矮杆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状基因位于非同源染色体上．
②为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验．请简要写出该测交实验的过程：将纯合抗病高秆与敏感矮秆植株杂交产生F₁，让F₁与敏感矮秆杂交．

Answer 1

分析 1、单倍体育种是植物育种手段之一．即利用植物组织培养技术（如花药离体培养等）诱导产生单倍体植株，再通过某种手段使染色体组加倍（如用秋水仙素处理或低温处理），从而使植物恢复正常染色体数．
2、关于“基因自由组合定律”，考生可以从以下几方面把握：
（1）适用范围：
①适用两对或两对以上相对性状的遗传，并且非等位基因均位于不同对的同源染色体上．
②非同源染色体上的非等位基因自由组合，发生在减数第一次分裂过程中，因此只有进行有性生殖的生物，才能出现基因的自由组合． 
③按遗传基本定律遗传的基因，均位于细胞核中的染色体上．所以，基因的分离定律和基因的自由组合定律，均是真核生物的细胞核遗传规律．
（2）发生的时期：减数第一次分裂后期．
（3）基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合．

解答 解：（1）育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株．然后用低温诱导单倍体植株染色体数目加倍，其原理是   低温能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞．该育种方法是单倍体育种．
（2）用γ射线照射水稻幼苗，目的是诱发基因突变；然后用该除草剂喷洒其幼叶，结果大部分叶片变黄，仅有个别幼叶的小片组织保持绿色，表明这部分组织具有抗该除草剂的能力．
（3）①孟德尔遗传定律包括基因分离定律和基因自由组合定律，其中符合分离定律的性状是由一对等位基因控制的，符合自由组合定律的性状要位于不同对的同源染色体上．
②测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交，而题干无杂合子，故应先杂交得到杂合子，然后再进行测交实验．
故答案为：
（1）花药（或花粉）离体培养      低温能够抑制纺锤体的形成，以致影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞    单倍体育种
（2）诱发基因突变     抗该除草剂的能力
（3）①高杆与矮杆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状基因位于非同源染色体上
②将纯合抗病高秆与敏感矮秆植株杂交产生F₁，让F₁与敏感矮秆杂交．

点评 本题考查生物育种以及基因自由组合定律的实质及应用，要求考生掌握基因自由组合定律的实质及适用范围，能结合题中信息准确答题，属于考纲理解层次的考查．