Question

【題目】中國女科學家屠呦呦研制的抗瘧藥考青蒿素挽救了數百萬人的生命。青蒿素是從植物黃花蒿（即中藥青蒿）的組織細胞中提取的一種代謝產物。野生型青蒿（2n=18）的正常植株白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，兩對基因獨立遺傳，現有兩個純種青蒿品種，甲品種是白青稈稀裂葉（AABB），乙品種是紫紅稈分裂葉（aabb）。將這兩個品種進行下列3組實驗，結果都能篩選出紫紅稈稀裂葉植株。請回答下列問題：

（1）科學家在培育生物新品種時，無論采取雜交育種還是誘變育種等方法，都是使原生物物種的______發生改變，然后經過__________，最終培育出對人類有益的新品種。

（2）第①組的育種原理是____________。在F2中紫紅稈稀裂葉植株中占比例是____________。這些紫紅稈稀裂葉植株自交所得的F3中，紫紅稈稀裂葉植株中占比例是____________。

（3）第②組的育種方法稱為___________，其優點是___________。其中花藥離體培養所得幼苗中含紫紅稈稀裂葉基因的個體所占比例是___________。

（4）第③組的育種方法所依據的原理是___________。育種時所需處理的種子應當是萌發的而非休眠的，原因是___________。

Answer 1

【答案】（1）遺傳物質 人工選擇 （2）基因重組 3/16 5/6 （3）單倍體育種 明顯縮短育種年限 1/4 （4）基因突變 細胞分裂旺盛，容易發生基因突變（基因突變主要發生在細胞分裂的間期）

【解析】（1）無論采取雜交育種還是誘變育種等方法，都是使原物種的遺傳物質發生改變，然后經過人工選擇，最終培育出對人類有益的新品種。（2）第①組為雜交育種，其育種原理是基因重組。根據親本基因型AABB和aabb，F1為AaBb，則在F2表現型及其比例為9白青稈稀裂葉（A_B_）：3白青稈分裂葉（A_bb）：3紫紅稈稀裂葉（aaB_）：1紫紅稈分裂葉（aabb），其中紫紅稈稀裂葉植株中占比例是3/16。這些紫紅稈稀裂葉植株（1/3 aaBB和2/3 aaBb）自交所得的F3中，紫紅稈稀裂葉植株中占比例是1/3+2/3×3/4=5/6。（3）第②組是單倍體育種，該育種方法稱為最大的優點是明顯縮短育種年限。由于所產生的aB的花粉占全部花粉的1/4，所以經花藥離體培養所得幼苗中含紫紅稈稀裂葉基因的個體所占比例是1/4。（4）第③組是誘變育種，該育種方法所依據的原理是基因突變。育種時所需處理的種子應當是萌發的而非休眠的，是因為萌發種子的細胞分裂旺盛，容易發生基因突變。

育種方法	雜交育種	誘變育種	單倍體育種	多倍體育種
原理	基因重組	基因突變	染色體數目變異	染色體數目變異
常用方式	①選育純種：雜交→自交→選優→自交②選育雜種：純合的雙親雜交→雜交種	輻射誘變、激光誘變、空間誘變等處理萌發的種子或幼苗	花藥離體培養，然后再使染色體數目加倍	秋水仙素處理萌發的種子或幼苗
優點	①使位于不同個體的優良性狀集中到一個個體上②操作簡便	可以提高變異的頻率、加速育種進程且大幅度地改良某些性狀	①明顯縮短育種年限②所得品種一般為純合子	器官巨大，提高產量和營養成分
缺點	①育種時間長，雜種需年年制種②只能在同品種間進行	有利變異少，需大量處理實驗材料（有很大盲目性）	技術復雜且需與雜交育種配合	只適用于植物，發育延遲，結實率低
應用	用純種高稈抗病小麥與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥	高產青霉菌	用純種高稈抗病與矮稈不抗病小麥培育矮稈抗病小麥	三倍體無子西瓜、八倍體小黑麥