Question

皺粒（r）豌豆比圓粒（R）豌豆的蔗糖含量高，高莖（D）豌豆比矮莖（d）豌豆產(chǎn)量高．現(xiàn)有矮莖皺粒和高莖圓粒兩個(gè)純合豌豆品種，欲通過雜交的方法，培育出髙莖皺粒豌豆新品種．以下是某同學(xué)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單計(jì)劃，請(qǐng)將其補(bǔ)充完整并進(jìn)行相關(guān)的分析：
A、計(jì)劃：
第1年：
①將上述兩品種的豌豆種子分別種植在不同地塊上，獲得親本植株；
②若以矮莖豌豆為父本，則需在自花傳粉以前對(duì)

 

豌豆進(jìn)行人工去雄和套袋操作；
③在適宜時(shí)期取矮莖豌豆的花粉對(duì)母本進(jìn)行人工授粉；
④收獲F₁種子．
第2年：
①種植F₁種子，獲得F₁植株．讓其自交，獲得F₂種子；
②選出F₂種子中的

 

種子，這樣的種子約占F₂種子總數(shù)的

 

第3年：
①種植第二年選出的F₂種子，獲得F₂植株；
②只保留F₂植株中的

 

，這樣的植株約占當(dāng)年植株總數(shù)的

 

．
③任其自交，產(chǎn)生F₃種子

 

，獲得多份F₃種子．
第4年：
①

 

獲得F₃植株；
②任其自交產(chǎn)生F₄種子，從

 

的地塊上獲得所需純種；
B、分析：
（1）皺粒豌豆的相關(guān)DNA不能合成淀粉分支酶，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)淀粉含量下降，蔗糖含量升高，不能有效保留水分而顯皺縮，由此可見基因控制性狀的方式是：

 

，若該DNA片段的一條鏈中的腺嘌呤比鳥嘌呤多40%，則該片段中A+G的百分含量是

 

．
（2）在此育種計(jì)劃中，F(xiàn)₂種子將出現(xiàn)

 

種相關(guān)基因型，F(xiàn)₃種子將出現(xiàn)

 

 種相關(guān)基因型．
（3）在此育種計(jì)劃的第四年，能夠確定其基因型的植株占當(dāng)年植株總數(shù)的比例約為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因的自由組合規(guī)律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用

專題：

分析：根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案可以看出，該同學(xué)利用了雜交育種的方法．實(shí)驗(yàn)中首先選出矮莖植株（rr），然后在后代（DD、Dr）中通過自交的方法選育出純合的DD植株．關(guān)鍵是能夠結(jié)合育種過程動(dòng)筆寫出當(dāng)年獲得種子的基因型，進(jìn)而進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．

解答： 解：Ⅰ、第一年：豌豆是嚴(yán)格的自花傳粉植物，為避免其自花傳粉，需對(duì)高莖的母本進(jìn)行人工去雄和套袋處理．
第二年：由于F₁（DdRr）自交獲得的F₂中皺粒種子的基因型為

1

16

DDrr、

1

8

Ddrr、

1

16

ddrr，皺粒種子占

1

4

．
第三年：由于第二年中保留的是皺粒種子，皺粒種子中DDrr：Ddrr：ddrr=1：2：1，因此對(duì)于F₂植株，可以觀察出其植株的高矮，淘汰矮莖植株，保留高莖植株，這樣的植株（1DDrr、2Ddrr）占當(dāng)年總數(shù)的

3

4

．
第四年：種植F₃圓粒種子后長出的植株中肯定有發(fā)生性狀分離的，即DdRr、DdRR自交獲得的后代，而DDRR自交的后代不發(fā)生性狀分離，獲得所需的純種．
Ⅱ、（1）皺粒豌豆的相關(guān)DNA不能合成淀粉分支酶，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)淀粉含量下降，蔗糖含量升高，不能有效保留水分而顯皺縮，由此可見基因控制性狀的方式基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀．在DNA分子中，由于遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，因此A=T、C=G，因此A+G占所有堿基的一半．
（2）F₁（DdRr）自交獲得的F₂種子的基因型共有3×3=9種；F₃的種子將會(huì)出現(xiàn)RR、Rr、rr三種基因型．
（3）由于第三年收獲的種子為

1

3

DDrr和

2

3

Ddrr自交獲得的，由于是分開播種的，因此可以確定

1

3

DDrr的基因型，并且

2

3

Ddrr自交后代為

2

3

（1DDrr、2Ddrr、1ddrr），其中

1

6

ddrr的基因型是可以確定的，因此能夠確定其基因型的植株占當(dāng)年植株總數(shù)的比例約為

1

3

+

1

6

=

1

2

．
故答案為：
A、計(jì)劃
第1年   高莖（圓粒）
第2年   皺粒         

1

4

第3年   高莖植株     

3

4

        將每株F₂產(chǎn)生的種子單獨(dú)收獲
第4年取適當(dāng)份數(shù)的F3種子分別種植在不同地塊上     不發(fā)生性狀分離的地塊上（或全是高莖植株的地塊上）
B．分析
（1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進(jìn)而控制生物體的性狀    50%
（2）9         3
（3）

1

2

點(diǎn)評(píng)：本題具有一定的難度，屬于考綱中理解、應(yīng)用層次的要求，著重考查了雜交育種和基因自由組合定律的應(yīng)用，要求考生能熟練運(yùn)用基因的自由組合定律，并且理解育種的過程，解題時(shí)應(yīng)結(jié)合遺傳圖解．