Question

20．20世纪50年代，科学家受达尔文进化思想的启发，广泛开展了人工动植物育种研究，通过人工创造变异，选育优良的新品种．这一过程人们形象地称为“人工进化”．
（1）某农民在水稻田中发现一矮秆植株，将这株水稻连续种植几代，仍保持矮秆，这种变异主要发生在细胞的减数第一次分裂间期．
（2）我国科学家通过航天搭载种子或块茎进行蔬菜作物的育种，用空间辐射等因素创造变异，这种变异类型可能属于基因突变、染色体变异，与诱变育种方法相比，DNA重组技术最大定向改造生物性状．
（3）若以某植物抗病高秆品种与感病矮秆品种杂交，选育抗病矮秆品种，其依据的遗传学原理是基因重组．假设该植物具有3对同源染色体，用杂种一代花药离体培养获得单倍体，其单倍体细胞中的染色体（遗传物质）完全来自父本的概率为$\frac{1}{8}$．
（4）“人工进化”和自然界生物进化一样，它们的实质都是基因频率的改变．
（5）无子西瓜是由二倍体（2n=22）与同源四倍体杂交后形成的三倍体．回答下列问题：
①杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的雌蕊（或柱头）上，授粉后套袋．四倍体植株上产生的雌配子含有22条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有33条染色体的合子．
②上述杂交获得的种子可发育为三倍体植株．该植株会产生无子果实，该果实无子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的减数分裂．
③为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用组织培养的方法．

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）由于“将这株水稻连续种植几代，仍保持矮秆”，说明这种变异属于基因突变，基因突变容易发生的时期是有丝分裂或减数分裂的间期，由于种植的是种子，所以基因突变发生的时期是形成配子时，也就发生在减数第一次分裂的间期．
（2）太空中射线比地球上要多，所以太空育种会导致基因突变，也可能导致染色体变异；基因突变是不定向的，DNA重组技术是导入外源的基因，所以DNA重组技术可以定向改变生物的性状．
（3）杂交育种的原理是基因重组；该植物具有3对同源染色体，产生的配子中每一对同源染色体只有一条，而每对同源染色体的一条来自父方，一条来自母方，同时来自父方的概率是$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．
（4）不管是“人工进化”还是自然进化，实质都是种群基因频率的定向改变．
（5）①杂交时选用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，取其花粉涂在四倍体植株的雌蕊（或柱头）上，授粉后套袋．四倍体植株上产生的雌配子含有22条染色体，该雌配子与二倍体植株上产生的雄配子结合，形成含有22+11=33条染色体的合子．
②三倍体植株不能产生种子的原因是三倍体的细胞不能进行正常的减数分裂，即联会发生紊乱，不能形成正常的配子．
③为了在短期内大量繁殖三倍体植株，理论上可以采用植物组织培养的方法．
故答案为：
（1）减数第一次分裂间
（2）基因突变　染色体变异   定向改造生物性状
（3）基因重组　$\frac{1}{8}$　    
（4）基因频率的改变
（5）①雌蕊（或柱头）　22　  33      ②减数          ③组织培养

点评 本题考查几种育种方法和生物的进化，意在考查考生理解所学知识要点的能力，理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题．