Question

【題目】水稻的非糯性和糯性，與莖的高度是獨(dú)立遺傳的性狀。非糯性和糯性由基因R和r控制，非糯性為顯性，非糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘變藍(lán)黑色，而糯性花粉中所含的是支鏈淀粉，遇碘變橙紅色；莖的高度由兩對(duì)獨(dú)立遺傳的基因（D、d，E、e）控制，同時(shí)含有D和E表現(xiàn)為矮莖，只含有D或E表現(xiàn)為中莖，其他表現(xiàn)為高莖。現(xiàn)有非糯性矮莖和糯性高莖兩品種的純合種子，欲培育純合的糯性矮莖品種。請(qǐng)回答：

（1）若采用誘變育種，可用γ射線處理大量種子，目的是提高突變率，使其DNA分子中堿基對(duì)發(fā)生________________，引起其________________改變。

（2）若采用雜交育種，可通過(guò)將上述兩個(gè)親本雜交，在F2代中選擇糯性矮莖個(gè)體，再經(jīng)連續(xù)自交等純合化手段，最后得到穩(wěn)定遺傳的糯性矮莖品種。若只考慮莖的高度，親本雜交所得的F1在自然狀態(tài)下繁殖，則F2的表現(xiàn)型及比例為________________________________。若要在細(xì)胞水平驗(yàn)證基因的分離定律，如何操作？_____________________________�，F(xiàn)象為__________________________________________。

（3）若采用單倍體育種，該過(guò)程需用秋水仙素對(duì)________________進(jìn)行處理，作用是____________。

Answer 1

【答案】 增添、替換或缺失 基因結(jié)構(gòu) 高莖：中莖：矮莖=1:6:9 取F1植株的花粉經(jīng)碘液染色，在顯微鏡下觀察 一半花粉呈藍(lán)黑色，一半花粉呈橙紅色 單倍體幼苗 抑制紡錘體產(chǎn)生，使染色體加倍

【解析】【試題分析】

根據(jù)題意可知，水稻的非糯性和糯性，與莖的高度是獨(dú)立遺傳的性狀，遵循基因的自由組合定律。利用非糯性矮莖和糯性高莖兩品種的純合種子，培育純合的糯性矮莖品種的方法有：誘變育種、雜交育種和單倍體育種。

1.誘變育種是利用物理因素（如X射線、γ射線、紫外線、激光等）或化學(xué)因素（如亞硝酸、硫酸二乙酯等）來(lái)處理生物，使生物發(fā)生基因突變。

2.雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過(guò)交配集中在一起，再經(jīng)過(guò)選擇和培育，獲得新品種的方法，其原理是基因重組。本實(shí)驗(yàn)涉及兩對(duì)基因的自由組合，解題的關(guān)鍵是牢記孟德?tīng)柕膬蓪?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)規(guī)律：雙親純種顯和隱；雜交F1全顯性；F2四性狀——兩個(gè)親本、兩個(gè)重組，比值恰為9∶3∶3∶1。9為兩顯性(性狀)，3為兩重組(性狀)，1為兩隱性(性狀)。

3.可以花粉鑒定法在細(xì)胞水平上驗(yàn)證基因的分離定律：取雜合子的花粉，對(duì)花粉進(jìn)行特殊處理后，用顯微鏡觀察并計(jì)數(shù)，若花粉粒類型比例為1∶1，則可直接驗(yàn)證基因的分離定律。

4.單倍體育種首先需將花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到單倍體，繼而經(jīng)過(guò)人工誘導(dǎo)使染色體數(shù)目加倍、重新恢復(fù)到正常植株的染色體數(shù)目。

（1）誘變育種的原理是基因突變。用γ射線處理大量種子，目的是提高突變率，使其DNA分子中堿基對(duì)發(fā)生增添、替換或缺失，引起其基因結(jié)構(gòu)改變。

（2）若只考慮莖的高度，根據(jù)題意可知兩親本的基因型為DDEE×ddee，親本雜交所得的F1(DdEe)在自然狀態(tài)下繁殖，則F2的表現(xiàn)型及比例為高莖(ddee)：中莖(D_ee、ddE_)：矮莖(D_E_)＝1∶6∶9；若要在細(xì)胞水平驗(yàn)證基因的分離定律，可取F1植株（Rr）的花粉經(jīng)碘液染色，在顯微鏡下觀察；根據(jù)基因的分離定律，F(xiàn)1植株可產(chǎn)生兩種數(shù)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。根據(jù)題意可知非糯性花粉遇碘變藍(lán)黑色，而糯性花粉遇碘變橙紅色，因此顯微鏡下觀察到的現(xiàn)象為一半花粉呈藍(lán)黑色，一半花粉呈橙紅色。

（3）若采用單倍體育種的方式獲得所需品種，首先需將花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到單倍體，繼而使用秋水仙素對(duì)單倍體幼苗進(jìn)行處理使其染色體數(shù)目加倍；秋水仙素的作用是抑制紡錘體產(chǎn)生，使染色體加倍。