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玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一.已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性,抗锈病(R)对易染病(r)为显性,控制上述性状的两对基因分别位于两对同源染色体上.为获得纯合矮秆抗锈病玉米植株,研究人员采用如图所示的方法.请分析回答问题:

(1)若过程①中的F1连续自交3代,则产生的F4中纯合抗锈病植株占
 
,若从F2开始逐代筛选出矮秆抗锈病植株,让其自交,淘汰掉易染病锈病植株,那么在得到的F4抗锈病植株中纯合子占
 

(2)过程②中,若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型在理论上应有
 
种.
(3)过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功,既要用放射性同位素标记的
 
作为探针进行分子杂交检测,又要用
 
的方法从个体水平上去鉴定玉米植株的抗病性.
考点:生物变异的应用
专题:
分析:根据题意和图示分析可知:
①为杂交育种中对筛选植株连续自交;
②是单倍体育种中选取花药进行离体培养;
③是植物组织培养,将植物离体细胞培养成植株;
解答: 解:(1)过程①为杂交育种.纯种高杆抗病植株DDRR与矮杆不抗病植株ddrr杂交得到的F1的基因型为DdRr,自交1代,产生的F2代中抗病植株的基因型为DD和Dd,不抗病植株的基因型为dd,比例为1:2:1.再自交1代,产生的F3代中纯合抗病植株占DD
1
4
×1+
2
4
×
1
4
=
3
8
,杂合体Dd
2
4
×
2
4
=
1
4
,再自交1代,产生的F4代则DD为
3
8
×1+
1
4
×
1
4
=
7
16
;若从F2代开始逐代筛选矮秆抗锈病植株自交,淘汰掉易染锈病植株,因为F2中ddRR:ddRr=1:2,则F3中ddRR:ddRr=(
1
3
+
2
3
×
1
4
):(
2
3
×
1
2
)
=3:2,F4中ddRR:ddRr=(
3
5
+
2
5
×
1
4
):(
2
5
×
1
5
)
)=7:2,所以在得到的F4抗锈病植株中纯合子ddRR占
7
9

(2)由于F1的基因型为DdRr,其减数分裂后可产生DR、Dr、dR、dr四种花药.若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因,则其减数分裂后可产生2n种花药.利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型,在理论上应有2n种.
(3)过程③中为了确定抗锈过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功,既要用放射性同位素标记的病转基因玉米是否培育成功,既要用放射性同位素标记的过程③中为了确定抗锈病转基因玉米是否培育成功,既要用放射性同位素标记的目的基因(抗锈病基因).作为探针进行分子杂交检测,又要用感染锈病的方法从个体水平上去鉴定玉米植株的抗病性.
故答案是:
(1)杂交育种   DdRr   
7
9

(2)2n
(3)目的基因(抗锈病基因)    感染锈病
点评:育种实际上是对遗传基本规律和变异知识的应用,考试中常以某一作物育种为背景,综合考查诱变育种、杂交育种、单倍体和多倍体育种及基因工程育种的区别与联系,这部分需要重点记忆杂交育种的概念和原理以及诱变育种的原理.
练习册系列答案
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(1)随气温下降植物的含水量下降的原因是
 

(2)从水的角度分析植物抗寒性逐渐增强的原因是
 

(3)从代谢角度分析,植物抗寒性逐渐增强的原因是
 
,有机物消耗减少,有利于可溶性糖积累,使细胞液浓度增大,不易结冰.

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