Question

18．中國女科學家屠呦呦研制的抗瘧藥考青蒿素挽救了數(shù)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(chǎn)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(xiàn)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甲品種×乙品種→F₁$\stackrel{?}{→}$F₂$→_{人工選擇}^{?}$F₃$→_{人工選擇}^{?}$F₄穩(wěn)定遺傳的新品種
②甲品種×乙品種→F₁$\stackrel{花藥離體培養(yǎng)}{→}$幼苗$\stackrel{秋水仙素}{→}$若干植株$\stackrel{人工選擇}{→}$新品種
③甲品種種子$\stackrel{飛船搭載太空飛行、返地種植}{→}$多種變異植株$\stackrel{人工選擇}{→}$新品種
（1）科學家在培育生物新品種時，無論采取雜育種還是誘變育種等方法，都是使原生物物種的遺傳物質發(fā)生改變，然后經(jīng)過人工選擇，最終培育出對人類有益的新品種．
（2）第①組的育種原理是基因重組．在F₂中紫紅稈稀裂葉植株中占比例是$\frac{3}{16}$．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$\frac{5}{6}$
（3）第②組的育種方法稱為單倍體育種，其優(yōu)點是明顯縮短育種年限．其中花藥離體培養(yǎng)所得幼苗中含紫紅稈稀裂葉基因的個體所占比例是$\frac{1}{4}$．
（4）第③組的育種方法所依據(jù)的原理是基因突變．育種時所需處理的種子應當是萌發(fā)的而非休眠的，原因是細胞分裂旺盛，容易發(fā)生基因突變（基因突變主要發(fā)生在細胞分裂的間期）．

Answer 1

分析 1、分析題圖：①是雜交育種，②是單倍體育種，③是誘變育種．
2、四種育種方法的比較如下表：

	雜交育種	誘變育種	單倍體育種	多倍體育種
方法	雜交→自交→選優(yōu)	輻射誘變、激光誘變、化學藥劑處理	花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素誘導加倍	秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗
原理	基因重組	基因突變	染色體變異（染色體組先成倍減少，再加倍，得到純種）	染色體變異（染色體組成倍增加）

解答 解：（1）科學家在培育生物新品種時，無論采取雜育種還是誘變育種等方法，都是使原生物物種的遺傳物質發(fā)生改變，然后經(jīng)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，其原理是基因重組；親本的基因型為AABB和aabb，則F₁的基因型為AaBb，因此F₂中紫紅稈稀裂葉植株（aaB_）所占的比例是$\frac{1}{4}×\frac{3}{4}=\frac{3}{16}$；紫紅稈稀裂葉植株的基因型及比例為$\frac{1}{3}$aaBB、$\frac{2}{3}$aaBb，其自交所得的F₃中，紫紅稈稀裂葉植株中占比例是$\frac{1}{3}$+$\frac{2}{3}×\frac{3}{4}$=$\frac{5}{6}$．
（3）第②組為單倍體育種，由于后代都是純合子，自交后代不發(fā)生性狀分離，因此其優(yōu)點是明顯縮短育種年限；F₁代的基因型為AaBb，它的花粉有四種基因型：AB、Ab、aB、ab，各占$\frac{1}{4}$，經(jīng)過花藥離體培養(yǎng)后，含紫紅稈稀裂葉基因的個體所占比例是$\frac{1}{4}$．
（4）第③組育種方法（太空誘變育種）所依據(jù)的原理是基因突變，由于基因突變的低頻性，一般來說，在多種變異植株中符合要求的新品種比例較低，育種時所需處理的種子應當是萌發(fā)的（而非休眠的）種子，原因是萌發(fā)的種子中細胞分裂旺盛，更容易發(fā)生基因突變．
故答案為：
（1）遺傳物質     人工選擇
（2）基因重組    $\frac{3}{16}$     $\frac{5}{6}$
（3）單倍體育種   明顯縮短育種年限       $\frac{1}{4}$ 
（4）基因突變     細胞分裂旺盛，容易發(fā)生基因突變（基因突變主要發(fā)生在細胞分裂的間期）

點評 本題以作物育種為背景，綜合考查誘變育種、雜交育種、單倍體和多倍體育種及基因工程育種的區(qū)別與聯(lián)系，這部分需要重點記憶雜交育種的概念和原理以及誘變育種的原理．