Question

4．某自花且闭花授粉植物，抗病性和茎的高度是独立遗传的性状．抗病和感病由基因R和r控制，抗病为显性；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．现有感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，欲培育纯合的抗病矮茎品种．
请回答：
（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，其主要原因是基因突变具有频率很低和不定向性和少利多害性等特点．
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在 F₂中选出抗病矮茎个体，再经连续自交和筛选等手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种．据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的时间越长（“越长”或“越短”）．若只考虑茎的高度，亲本杂交所得的F₁在自然状态下繁殖，则理论上，F₂的表现型及比例为矮茎：中茎：高茎=9：6：1．
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有染色体变异、细胞的全能性．

Answer 1

分析 1、分析题文：抗病性和茎的高度是独立遗传的性状，遵循基因的自由组合定律．利用感病矮茎和抗病高茎两品种的纯合种子，培育纯合的抗病矮茎品种的方法有：诱变育种、杂交育种和单倍体育种．
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）由于该植物是自花且闭花授粉植物，所以在自然状态下一般都是纯合子．
（2）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．
（3）若采用杂交育种，可通过将上述两个亲本杂交，在F₂等分离世代中选择保留抗病矮茎个体，再经连续自交等筛选手段，最后得到稳定遗传的抗病矮茎品种．据此推测，一般情况下，控制性状的基因数越多，其育种过程所需的时间越长；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9矮茎（9D_E_）：6中茎（3D_ee、3ddE_）、1高茎（1ddee）．
（4）单倍体育种过程包括花药离体培养、人工诱导染色体数目加倍等过程，其中花药离体培养过程中涉及的原理是细胞的全能性；人工诱导染色体数目加倍过程涉及的原理是染色体变异．
故答案为：
（1）纯
（2）频率很低和不定向性
（3）越长　　 矮茎：中茎：高茎=9：6：1
（4）染色体变异、细胞的全能性

点评 本题考查了生物学育种中的杂交育种、诱变育种、单倍体育种等相关知识，意在考查考生识记和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成一定知识网络的能力．