Question

14．水稻的非糯性和糯性，与茎的高度是独立遗传的性状．非糯性和糯性由基因R和r控制，非糯性为显性，非糯性花粉中所含的淀粉为直链淀粉，遇碘变蓝黑色，而糯性花粉中所含的是支链淀粉，遇碘变橙红色；茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎．现有非糯性矮茎和糯性高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的糯性矮茎品种．请回答：
（1）若采用诱变育种，可用γ射线处理大量种子，目的是提高突变率，使其DNA分子中碱基对发生增添、替换或缺失，引起其基因结构改变．
（2）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂代中选择糯性矮茎个体，再经连续自交等纯合化手段，最后得到稳定遗传的糯性矮茎品种．若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F₁在自然状态下繁殖，则F₂的表现型及比例为高茎：中茎：矮茎=1：6：9．若要在细胞水平验证基因的分离定律，如何操作？取F₁植株的花粉经碘液染色现象为在显微镜下观察，一半花粉呈蓝黑色，一半花粉呈橙红色．
（3）若采用单倍体育种，该过程需用秋水仙素对单倍体幼苗进行处理，作用是抑制纺锤体产生，使染色体加倍．

Answer 1

分析 1、根据题意分析可知：水稻的非糯性和糯性，与茎的高度是独立遗传的性状，遵循基因的自由组合定律．茎的高度由两对独立遗传的基因（D、d，E、e）控制，同时含有D和E表现为矮茎，只含有D或E表现为中茎，其他表现为高茎，所以矮茎的基因型为D_E_，中茎的基因型为D_ee、ddE_，高茎的基因型为ddee．
2、诱变育种能大幅度改变育种进程，但是基因突变是不定向的，成功率低；杂交育种虽然时间比较长，但是方法比较简单；单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限，只是技术比较复杂，应用到花药离体培养和秋水仙素处理等手段．

解答 解：（1）诱变育种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性等特点，所以需要处理大量种子．用γ射线处理大量种子时，使其DNA分子中碱基对发生增添、替换或缺失，引起其基因结构改变．
（2）若只考虑茎的高度，F₁（DdEe）在自然状态下繁殖即自交后，F₂中表现型及比例为1高茎（1ddee）：6中茎（3D_ee、3ddE_）、9矮茎（9D_E_）． 若要在细胞水平验证基因的分离定律，则应取F₁植株的花粉经碘液染色，在显微镜下观察，表现为一半花粉呈蓝黑色，一半花粉呈橙红色．
（3）若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对单倍体幼苗进行处理，抑制纺锤体产生，使细胞中染色体数目加倍．
故答案为：
（1）增添、替换或缺失      基因结构
（2）高茎：中茎：矮茎=1：6：9      取F₁植株的花粉经碘液染色               在显微镜下观察，一半花粉呈蓝黑色，一半花粉呈橙红色
（3）单倍体幼苗     抑制纺锤体产生，使染色体加倍

点评 本题综合考查诱变育种、杂交育种和单倍体育种的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．