Question

12．通过杂交可将同一物种的不同个体上的优良性状集中在一起，也可将不同物种的染色体集中在一起．甲×乙为杂交模型，请回答下列问题．
（1）无子西瓜备受青睐，结无子西瓜的植株是由父本甲二倍体西瓜与母本乙四倍体西瓜杂交得到的，培育无子西瓜的遗传学原理是染色体变异，用二倍体西瓜的花粉刺激子房发育成无子果实．
（2）马铃薯品种是杂合子（有一对基因杂合即可称之为杂合子），生产上常用块茎繁殖，现要通过杂交方式选育黄肉（Yy）、抗病（Tt）的马铃薯新品种，则杂交亲本甲的基因型为yyTt（或Yytt），乙的基因型为Yutt（或yyTt）．
（3）现有三个纯系水稻品种：Ⅰ矮秆感病有芒（aabbDD）、Ⅱ高秆感病有芒（AAbbDD）、Ⅲ高秆抗病无芒（AABBdd）．
①为获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应选择的杂交亲本为Ⅰ、Ⅲ，获得F₁后如让F₁自交，则F₂中表现为矮秆抗病无芒的个体占F₂总数的$\frac{3}{64}$，若要获取矮秆抗病无芒纯系新品种，需将F₂中矮秆抗病无芒的个体继续自交，直至不发生性状分离．
②如果在①中所述F₁的基础上尽快获得矮秆抗病无芒新品种，写出后续的育种过程．第一步：取F₁的化药进行离体培养，获得单倍体幼苗；
第二步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种．

Answer 1

分析 四种育种方法：

	杂交育种	诱变育种	单倍体育种	多倍体育种
方法	（1）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）无子西瓜的培育过程是：普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体（2N=22），用秋水仙素处理其幼苗，令二倍体西瓜植株细胞染色体成为四倍体（4N=44），然后用四倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授四倍体雌蕊上）进行杂交，获得三倍体，在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实．由于胚珠不能发育为种子，而果实则正常发育，所以这种西瓜无子．
（2）根据题干可知马铃薯黄肉显性性状，抗病也是显性性状，故要通过杂交育种获得黄肉抗病的新品种需要选择双亲的基因型分别是yyTt（或Yytt）、Yytt（或yyTt）． 得到的后代中有四种表现型，可以根据其表现型黄肉抗病确定其基因型为YyRr，再利用块茎来繁殖下一代即得到所要求的品种．如果选择其他基因型的个体杂交，如选YYRr×YyRR或YyRR×yyRr，杂交后代中表现为黄肉抗病的个体不止一种基因型，难以确定哪一种符合要求．
（3）①分析题干信息可知，品种Ⅰ为矮秆纯合体，而Ⅱ、Ⅲ分别是高秆感病有芒和高秆无芒品种，故若获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应选择的杂交亲本为品种Ⅰ（aabbDD）和品种Ⅲ（AABBdd）进行杂交得F₁（AaBbDd），然后让F₁自交得F₂，则F₂中表现为矮秆（$\frac{1}{4}$aa）抗病（$\frac{1}{4}$BB+$\frac{2}{4}$Bb）无芒（$\frac{1}{4}$dd）的个体占F₂总数的$\frac{3}{16}$．故若要获取矮秆抗病无芒纯系新品种，需将F₂中矮秆抗病无芒的个体继续进行自交→筛选，直至不发生性状分离时为止．②能明显缩短育种年限的方法是单倍体育种，即取甲×乙杂交的获得后代F₁，取F₁的化药进行离体培养，获得单倍体幼苗；再用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种．
故答案为：
（1）二倍体西瓜　四倍体西瓜　染色体变异　二倍体西瓜的花粉　
（2）yyTt（或Yytt）  Yutt（或yyTt）
（3）①Ⅰ、Ⅲ$\frac{3}{64}$   自交　不发生性状分离
②第一步：取F₁的化药进行离体培养，获得单倍体幼苗；
第二步：用秋水仙素处理单倍体幼苗，然后选育矮秆抗病无芒纯系新品种

点评 本题考查了生物变异的应用的相关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系、分析题意以及解决问题的能力．要求学生将杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种等方式的原理识记并理解，属于中档题．