Question

水稻是自花传粉植物．已知水稻的高秆（A）对矮秆（a）为显性，有芒（B）对无芒（b）为显性，两对基因独立遗传．为获得矮秆无芒的新品种，科研人员设计了如图所示的育种方案，请据图分析回答：
（1）根据预期，F₁植株所结种子分株保存、播种后长出的植株应既有高秆，又有矮秆．但研究人员发现有一植株所结的种子播种后全部表现为矮秆，并据此推断F₁植株中有纯合矮秆．通过分析，他们认为F₁中纯合矮秆植株产生的原因可能有两种：
①是

 

；
②是

 

．
（2）为了确定是哪一种原因使F₁中出现了纯合矮秆植株，他们通过分析F₂矮秆植株上所结种子的性状表现来判断：
①如果所结种子表现型为

 

，则属于第一种原因．
②如果所结种子表现型为

 

，则属于第二种原因．
（3）基因型为AaBb的二倍体水稻体细胞中含有24条染色体．用它的花药进行离体培养，在获得由花粉发育成的单倍体植株的同时，也会得到一些由花药壁细胞发育成的二倍体植株．
①由花粉发育成的单倍体植株和由花药壁细胞发育成的二倍体植株，在幼胚期形态上并无明显差别，可以采用

 

的方法，对它们加以区分．
②花药离体培养过程中得到的幼胚，进一步用

 

试剂进行处理，可以得到染色体数目增加一倍的植株．
③得到的植株中两对性状均为显性的基因型是

 

；只表现出一种显性性状的基因型有两种，统计这两种植株的数量，发现其比例不是1：1，可能的原因是：a

 

；b

 

．

Answer 1

考点：杂交育种

专题：

分析：单倍体育种的过程一般是首先花药离体培养，从而获得单倍体植株，然后进行秋水仙素加倍，从而获得所需性状的纯合个体．单倍体育种的优点是能迅速获得纯合体，加快育种进程．依据的原理是染色体变异．根据题意和图示分析可知：要在最短时间内获得矮秆抗病无芒纯系新品种，应采用单倍体育种的方法．

解答： 解：（1）由于高秆（A）对矮秆（a）为显性，如果所结的种子表现型有一株全为矮秆，说明一是母本去雄不彻底，发生了自交；二是如果所结种子表现型高秆和矮秆，说明父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变，产生了矮秆基因．
（2）为了确定是哪一种原因，可以通过分析F2矮秆植株上所结种子有芒和无芒的表现情况作出判断：
①如果所结种子表现型为全为矮秆全为有芒
，则原因是母本去雄不彻底，发生了自交．
②如果所结种子表现型既有高秆还有矮秆，则原因是父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变．
（3）①体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体是单倍体，故单倍体的水稻12条染色体；二倍体水稻中含有两个染色体组，体细胞中24条染色体．可以采用显微镜观察的方法，对它们加以区分．
②单倍体育种过程：（杂合体）的花药→（离体培养）→得到单倍体幼苗→再用秋水仙素处理或低温诱导幼苗使染色体加倍→得二倍体（纯合体）→自交可以得到纯合的种子．
③根据题意可知，得到的植株中两对性状均为显性的基因型是 AABB（高秆有芒的二倍体）和AAaaBBbb（高秆有芒的四倍体）；只表现出一种显性性状的基因型有两种（高秆无芒和矮秆有芒）．统计这两种植株的数量，若发现其比例不是1：1，可能的原因一是统计的植株数太少；二是这两种植株（或产生这两种植株的花粉）生活力不同．
故答案为：
（1）①去雄不彻底，母本自交
②父本在减数分裂形成花粉时，一个高秆基因发生了基因突变
（2）全为矮秆    高秆和矮秆
（3）①显微镜观察
②秋水仙素
③AABB和AAaaBBbb    统计的植株数太少   这两种植株（或产生这两种植株的花粉）生活力不同

点评：本题考查基因的自由组合定律、单倍体育种、变异的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．