Question

20．番茄的抗病（R）對感病（r）為顯性，高稈（D）對矮稈（d）為顯性，控制上述兩對相對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上．為獲得純合高稈抗病番茄植株，研究人員采用了如圖所示的方法．

（1）若過程①的F1自交3代，產生的后代中純合抗病植株占$\frac{7}{16}$．
（2）過程②，若只考慮F1中分別位于n對同源染色體上的n對等位基因，則利用其花藥離體培育成的單倍體幼苗的基因型，在理論上應有2ⁿ種；若單倍體幼苗通過加倍后獲得M株番茄，通過篩選得到的高稈抗病植株的基因型為DDRR，約有$\frac{M}{4}$株．
（3）過程③由導入抗病基因的葉肉細胞培養成轉基因植株需要利用植物組織培養技術．
（4）過程④“航天育種”方法中主要的變異類型是基因突變．衛星搭載的種子應當選用剛萌發的而非休眠的種子，原因是本題考查作物育種的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：①為雜交育種中對篩選植株連續自交；②是單倍體育種；③是基因工程育種；④是誘變育種．明確知識點，梳理相關的基礎知識，分析題圖，結合問題的具體提示綜合作答．

解答 解：（1）若過程①的F₁（RrDd）自交兩代，只考慮抗病與感病一對性狀，則產生的后代中純合抗病植株[1-（$\frac{1}{2}$）³]÷2=$\frac{7}{16}$
（2）過程②若只考慮F₁中分別位于n對同源染色體上的n對等位基因，根據一對等位基因能產生兩種配子，因此位于n對同源染色體上的n對等位基因，遵循基因自由組合規律，共產生2ⁿ種配子，所以利用其花藥離體培育成的單倍體幼苗的基因型為種2ⁿ．單倍體幼苗通過秋水仙素處理，染色體加倍后獲得M株番茄，通過篩選得到的高稈抗病植株的基因型為DDRR，約有$\frac{M}{4}$．
（3）要將葉肉細胞培養成轉基因植株，需要利用植物細胞的全能性，采用植物組織培養技術進行培養．
（4）航天育種主要是利用宇宙中的射線等因素誘發基因突變．由于種子萌發時進行細胞分裂，DNA在復制過程中容易受到外界因素的影響發生基因突變，所以衛星搭載的種子應當選用萌發的而非休眠的種子．
故答案為：
（1）$\frac{7}{16}$
（2）2ⁿ DDRR   $\frac{M}{4}$
（3）植物組織培養
（4）基因突變 種子萌發時進行細胞分裂，DNA在復制過程中容易受到外界因素的影響發生基因突變

點評 本題考查作物育種的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．