Question

5．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，其原因是基因突变具有不定向性、低频性和有害性这三个特点．
（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 抗病矮茎个体，再经连续自交等纯合化 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，其育种过程所需的年限越长．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的表现型及比例为高茎：中茎：矮茎=1：6：9．
（4）若采用单倍体育种，该过程涉及的原理有基因重组、细胞的全能性和染色体变异． 请用遗传图解表示其过程（说明：选育结果只需写出所选育品种的基因型、表现型及其比例）．．

Answer 1

分析 1、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）该植物是自花且闭花授粉植物，所以在自然状态下一般是纯合子．
（2）诱变育种时，要用γ射线处理种子的原理是基因突变，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）如果采用杂交育种的方式，将上述两个亲本杂交得到F₁，F₁自交所得F₂中选出抗病矮茎个体（D_E_R_），再通过连续自交及逐代淘汰的手段，最终获得能稳定遗传的抗病矮茎品种（DDEERR）．一般情况下，控制性状的基因数量越多，需进行多次的自交和筛选操作才能得到所需的纯合品种．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）若采用单倍体育种的方式获得所需品种，首先需将花药进行离体培养得到单倍体，继而使用秋水仙素对其进行处理使其染色体数目加倍，该过程涉及的原理有细胞的全能性及染色体变异．其遗传图解如下：

故答案为：
（1）纯
（2）不定向性、低频性
（3）选择    纯合化   年限越长   高茎：中茎：矮茎=1：6：9
（4）基因重组、细胞的全能性和染色体变异

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．