1、5遗传育种问题分析(限时训练：建议用时20分钟)1某省林科院用射线辐射处理一批纯合的开白色小花瓣茶花的种子，种植在相同环境下，不同的茶花植株分别开小花瓣红花、小花瓣白花和大花瓣红花。已知茶花花色由一对等位基因A、a控制，花瓣大小由另一对等位基因B、b控制，且A(a)和B(b)分别位于两对同源染色体上。请回答下列问题：(1)上述育种方法是_，该种育种方法的主要优点是_。(2)现选取一株诱变产生的开红花的植株进行自交，获得的105株子代均开红花，由此_(填“能”或“不能”)判断控制红花的基因为隐性基因a，原因是_。(3)经研究发现，红花为隐性性状。现选取数株开白色大花瓣花的植株自交，子代表现型及比
2、例为白色大花瓣花白色小花花瓣花无花瓣花211，则所选取的植株的基因型为_。从白色大花瓣植株自交所得子代中取出部分植株，随机交配若干代，Fn的花瓣表现型及数量关系如图所示，则F(n1)中B的基因频率为_。答案(1)诱变育种能够提高突变率，在较短的时间内获得更多的优良变异类型(2)不能若诱变获得的开红花植株的基因型为AA，自交后代也均开红花(3)AABb1/3或2/3解析 (1)根据题干信息“用射线辐射处理一批纯合的开白色小花瓣茶花的种子”可知上述育种方法为诱变育种，该育种方法的主要优点是能够提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。(2)选取一株诱变产生的开红花的植株进行自交，获得的105
3、株子代均开红花，若诱变获得的开红花植株的基因型为AA，自交后代也均开红花，因此不能由此判断控制红花的基因为隐性基因a。(3)选取数株开白色大花瓣花的植株自交，子代表现型及比例为白色大花瓣花白色小花瓣花无花瓣花211，即子代均开白花，由于红花为隐性性状，则该植物关于花色的基因型为AA；后代大花瓣花小花瓣花无花瓣花211，这是“31”的变式，说明该植物的基因型为Bb，因此，所选取的植株的基因型为AABb，大花瓣花的基因型为Bb，假设一：小花瓣花的基因型为BB，无花瓣花的基因型为bb，根据图中信息可知，Fn的花瓣的基因型及比例为：BbBBbb414，即Bb和bb的基因型频率均为4/9, bb的基因型
4、频率为1/9，则Fn中B的基因频率为1/3；假设二：小花瓣花的基因型为bb，无花瓣花的基因型为BB，根据图中信息可知，Fn的花瓣的基因型及比例为：BbBBbb441，即Bb和BB的基因型频率均为4/9，bb的基因型频率为4/9，则Fn中B的基因频率为4/91/24/92/3，由此可知，Fn中B的基因频率为1/3或2/3，由于自交后代基因频率保持不变，因此Fn1中B的基因频率也为1/3或2/3。2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
5、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_，引起其_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_。若要在细胞水平验证基因的分离定律，如何操作？_。现象为_。(3)若采用单倍体育种，该过程需用秋水仙素对_
6、进行处理，作用是_。答案 (1)增添、替换或缺失基因结构(2)高茎中茎矮茎169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形成，使染色体数目加倍解析(1)诱变育种的原理是基因突变。用射线处理大量种子，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)若只考虑茎的高度，根据题意可知两亲本的基因型为DDEEddee，亲本杂交所得的F1(DdEe)在自然状态下繁殖，则F2的表现型及比例为高茎(ddee)中茎(D_ee、ddE_)矮茎(D_E_)169；若要在细胞水平验证基因的分离定律，可取F1植株(Rr
7、)的花粉经碘液染色，在显微镜下观察；根据基因的分离定律，F1植株可产生两种数目相等的花粉：含R基因的非糯性花粉和含r基因的糯性花粉。根据题意可知非糯性花粉遇碘变蓝黑色，而糯性花粉遇碘变橙红色，因此显微镜下观察到的现象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使其染色体数目加倍；秋水仙素的作用是抑制纺锤体形成，使染色体数目加倍。3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：
8、(1)玉米是单性花(一朵花里只有雌蕊或雄蕊)，所以在进行玉米人工杂交时，需要在花蕾期对雌花进行_等操作。(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_，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(A1、A2)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，甲组自然状态受粉，乙组人工控制自交授粉。若所有的种子均正常发育，第3年种植时甲组和乙组杂种优势衰退率(小粒所占比例)分别为_、_。该实验的目的是_。(4)为了提高玉米的产量，在农业生产中使用的玉米种子都是杂交种。现有大果穂(D
9、)少粒 (r)和小果穗(d)多粒(R)两个玉米杂合子品种，为了达到长期培育大果穂多粒(DdRr)玉米杂交种的目的，科研人员设计了如下图所示方案。为了减少杂交子代DdRr自交衰退现象的发生。需对F1代进行自交留种的操作，以达到来年又可以将F2植株间杂交的目的。则F1代中和的基因型分别是_。若图中对亲本经处理方法获得子代的育种过程最快速，且符合育种要求的植株数量多，则该育种方式应为_育种。答案(1)套袋(2)基因分离(3)1/23/4研究授粉方式对杂交优势衰退率的影响(4)DDrr、ddRR单倍体解析(1)玉米是单性花，雌雄同株的作物，因此在人工杂交时，只需在开花前直接给雌、雄花序去雄、套袋处理即
10、可。(2)在农业生产中，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受粉，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1/4A1A1、1/2A1A2、1/4A2A2，只有A1A2表现为杂种优势，因此衰退率为1/2；乙组人工控制自交授粉，第3年种植时就是自交产生的子二代后代分别为3/8A1A1、1/4A1A2、3/8A2A2，则乙组杂种优势衰退率为3/4。该实验的目的是研究授粉方式对杂交优势衰退率的影响。(4)据图分析，和是
11、纯合子，由亲本通过方法处理而来，杂交产生了DdRr，所以和的基因型分别为DDrr、ddRR；若方法获得子代的育种过程最快速，且符合育种要求的植株数量多，则该育种方式应为单倍体育种。4番茄是二倍体植物(染色体2n24)。有一种三体，其6号染色体的同源染色体有三条(比正常的番茄多了一条6号染色体)。三体在减数分裂联会时，形成一个二价体和一个单价体；3条同源染色体中的任意2条随意配对联会，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂后期，组成二价体的同源染色体正常分离，组成单价体的1条染色体随机地移向细胞的任何一极，而其他如5号染色体正常配对、分离(如图所示)。(1)在方框中绘出三体番茄减数第一次分裂后
12、期染色体图解，并标明相应的染色体。(2)设三体番茄的基因型为AABBb，则花粉的基因型及其比例是_。则根尖分生区连续分裂两次所得到的子细胞的基因型为_。(3)从变异的角度分析，三体的形成属于_变异，形成的原因是_，形成的异常配子与正常配子结合，发育成个体。(4)以马铃薯叶型(dd)的二倍体番茄为父本，以纯合正常叶型的三体番茄为母本(纯合子)进行杂交。试回答下列问题：假设D(或d)基因不在第6号染色体上，使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为_。假设D(或d)基因在第6号染色体上，使F1的三体植株正常叶型与二倍体马铃薯叶型杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为_
13、。答案(1)如图(2)ABBABbABAb1221AABBb(3)染色体(数目)减数分裂过程中有一对同源染色体未分开或有一对姐妹染色单体未分开，而是移向了同一极(4)正常叶型马铃薯叶型11正常叶型马铃薯叶型51解析(1)三体在减数分裂联会时，3条同源染色体中的任意2条随意配对联会形成一个四分体，另1条同源染色体不能配对，减数第一次分裂的后期，组成四分体的同源染色体正常分离，另1条染色体随机地移向细胞的任何一极，故三体番茄减数第一次分裂后期图解为：(2)三体番茄的基因型为AABBb，在减数第一次分裂的后期，组成四分体的同源染色体正常分离，另1条染色体随机地移向细胞的任何一极。若BB联会，则产生的
14、花粉的基因型为AB、ABb；若Bb联会，则产生的花粉的基因型为ABB、Ab或AB、ABb，所以该三体产生的花粉的基因型为ABAbABBABb2112。根尖分生区细胞只进行有丝分裂，所以连续分裂两次所得到的子细胞的基因型不变，仍为AABBb。(3)从变异的角度分析，三体的形成属于染色体变异。其形成原因是减数第一次分裂后期某对同源染色体未分开，或者减数第二次分裂后期某对姐妹染色单体分开后形成的染色体移向了同一极，形成了比正常配子染色体数目多一条的配子，并与正常配子结合，发育成个体。(4)假设D(或d)基因不在第6号染色体上，则F1的三体植株基因型为Dd，使F1的三体植株正常叶型Dd与二倍体马铃薯叶型dd杂交，杂交子代叶型的表现型及比例为正常叶马铃薯叶11。假设D(或d)基因在第6号染色体上，则F1的三体植株基因型为DDd，使F1的三体植株正常叶型DDd与二倍体马铃薯叶型dd杂交，由于DDd产生的配子为DDDDdd1221，所以杂交子代叶型的表现型及比例为正常叶马铃薯叶51。