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20.利用遗传变异的原理培育作物新品种,在现代农业生产上得到广泛应用.用某自花且闭花授粉的植物进行育种实验.请回答下面的问题:
(1)自然状态下该植物一般都是纯合子.
(2)若采用诱变育种,在γ射线处理时,需要处理大量种子,其原因是基因突变具有频率很低、不定向性 和多害性这三个特点.
(3)该植物的穗大(A)对穗小(a)为显性,晚熟(B)对早熟(b)为显性,请利用现有的纯合子品种,通过杂交育种的方法培育纯合大穗早熟新品种.
①培育纯合大穗早熟水稻新品种时,选择的亲本基因型分别是AABB和aabb.两亲本杂交的目的是将基因A和b集中到同一个体中.
②将F1所结种子种下去,从长出的水稻中选出表现为大穗早熟的植物,这些大穗早熟植株中约有$\frac{1}{3}$是符合育种要求的.
(4)假设杂交涉及到n对相对性状,每对相对性状各受一对等位基因控制,彼此间各自独立遗传.在完全显性的情况下,从理论上讲,F2杂合基因型共有3n-2n种.

分析 阅读题干可知,本题涉及的知识是杂交育种和植物组织培养,明确知识点后梳理相关的基础知识,结合问题的具体提示综合作答.
四种育种方法的比较如下表:

 杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种
方法 杂交→自交→选优 辐射诱变、激光诱变、化学药剂处理花药离体培养、秋水仙素诱导加倍  秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
原理 基因重组基因突变  染色体变异(染色体组先成倍减少,再加倍,得到纯种)  染色体变异(染色体组成倍增加)

解答 解:(1)由于该植物是自花且闭花授粉的植物,所以自然状态下该植物一般都是纯合子.
(2)基因突变具有突变频率很低、不定向性和多害少利性的特点.
(3)①根据题意可知,培育纯合大穗早熟水稻新品种时,可以选择基因型是AABB和aabb的植株进行杂交,将基因A和b集中到同一个体中,然后进行筛选分离.
②根据自由组合定律可知,将双杂合子F1所结种子种下去,从长出的水稻中选出表现为大穗早熟的植物,其中的$\frac{1}{3}$是纯合子,是符合育种要求的大穗早熟品种.
(4)每对等位基因有两种表型,共有n对相对性状,在完全显性的情况下,2×2×2…=2n.杂合子每一对基因自交之后会有三种基因型,纯合的有两种,显性纯合、隐性纯合,纯合基因型共有2×2×2…=2n,杂合基因有3n-2n(总基因型数-纯合基因型数)
故答案为:
(1)纯
(2)频率很低   不定向性
(3)①AABB    aabb    将基因A和b集中到同一个体中    ②$\frac{1}{3}$
(4)3n-2n

点评 本题考查杂交育种的相关知识,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的能力.

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