Question

2．玉米（2N=20）是重要的糧食作物之一．已知玉米的高稈易倒伏（D）對(duì)矮稈抗倒伏（d）為顯性，抗病（R）對(duì)易感�。╮）為顯性，控制上述兩對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上．為獲得純合矮稈抗病玉米植株，研究人員采用了下圖所示的方法．根據(jù)材料分析回答問(wèn)題．

（1）獲得此純合矮桿抗病植株涉及的育種方式有雜交育種、單倍體育種、基因工程育種、誘變育種．
（2）過(guò)程③的育種過(guò)程依據(jù)的主要原理是基因重組，在構(gòu)建抗病基因表達(dá)載體時(shí)，必須使用限制酶和DNA連接酶兩種工具酶；
（3）若過(guò)程①的F₁自交1代，產(chǎn)生的矮桿抗病植株中純合體占$\frac{1}{3}$．
（4）過(guò)程②，若單倍體幼苗通過(guò)加倍后獲得M株玉米，通過(guò)篩選得到的矮稈抗病植株的基因型為ddRR，在理論上有$\frac{M}{4}$株．
（5）鹽堿地是一種有開(kāi)發(fā)價(jià)值的土地資源，為了開(kāi)發(fā)利用鹽堿地，從而擴(kuò)大耕地面積，增加糧食產(chǎn)量，我國(guó)科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽玉米新品系．為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因玉米是否培育成功，要用一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地）的方法從個(gè)體水平鑒定玉米植株的耐鹽性．

Answer 1

分析 1、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(xué)藥劑處理	花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)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）

2、基因工程，又叫基因的拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)，是指按照人們的意愿，進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，并通過(guò)體外DNA重組和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，賦予生物以新的遺傳特性，從而創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類(lèi)型和生物產(chǎn)品的過(guò)程；基因工程的原理是基因重組；“基因剪刀”、“基因針線(xiàn)”和“基因的運(yùn)載體”是基因工程最基本的工具．
3、分析題圖：題圖是研究人員獲得純合矮稈抗病玉米植株所采取的幾種育種方法，其中育種方法①需要對(duì)篩選的植株連續(xù)自交，逐帶篩選獲得目標(biāo)植株，是雜交育種；育種方法②需要對(duì)選取的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再通過(guò)染色體加倍獲得目標(biāo)植株，是單倍體育種；育種方法③是將抗病基因?qū)�入矮桿易感病植株的葉肉細(xì)胞，即通過(guò)基因工程獲取目標(biāo)植株，是基因工程育種；④是將種子搭載衛(wèi)星至太空后使其基因發(fā)生突變，經(jīng)培養(yǎng)篩選后獲得目標(biāo)植株，是誘變育種．

解答 解：（1）由以上分析知，獲得此純合矮桿抗病植株涉及的育種方式有雜交育種、單倍體育種、基因工程育種、誘變育種．
（2）過(guò)程③的育種過(guò)程是基因工程育種，基因工程育種是按照人們的意愿，把一種生物的某種基因提取出來(lái)，加以修飾改造，然后放到另一種生物的細(xì)胞里，定向地改造生物的遺傳性狀，其依據(jù)的主要原理是基因重組，在構(gòu)建抗病基因表達(dá)載體時(shí)，必須使用限制酶（“基因的剪刀”）和DNA連接酶（“基因的針線(xiàn)”）兩種工具酶．
（3）過(guò)程①中由純合高桿抗病植株（DDRR）和純合矮桿易感病植株（ddrr）雜交產(chǎn)生的F₁的基因型為DdRr，F(xiàn)₁自交1代，產(chǎn)生的F₂代中矮桿抗病植株的基因型為ddRR和ddRr兩種、其比例為ddRR：ddRr=1：2，其中純合體（ddRR）占$\frac{1}{3}$．
（4）由于F₁的基因型為DdRr，其減數(shù)分裂后可產(chǎn)生DR、Dr、dR、dr等量的四種花藥，所以若單倍體幼苗通過(guò)加倍后獲得M株玉米，通過(guò)篩選得到的矮稈抗病植株的基因型為ddRR的植株理論上有$\frac{M}{4}$株．
（5）用耐鹽基因培育出了耐鹽玉米新品系是否具有耐鹽性，應(yīng)該用一定濃度鹽水澆灌玉米植株或移栽到鹽堿地中，觀(guān)察玉米的生長(zhǎng)狀況，據(jù)此確定耐鹽轉(zhuǎn)基因玉米是否培育成功．
故答案為：
（1）雜交育種、單倍體育種、基因工程育種、誘變育種
（2）基因重組    限制酶   DNA連接酶    
（3）$\frac{1}{3}$
（4）ddRR   $\frac{M}{4}$  
（5）一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地）

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合研究人員獲得純合矮稈抗病玉米植株所采取的幾種育種方法圖，考查變異在育種中的應(yīng)用，考生對(duì)雜交育種、單倍體育種、誘變育種、基因工程育種等育種方法的原理、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)、育種方法和過(guò)程等方面的識(shí)記和理解是解題的關(guān)鍵．