Question

13．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）對矮稈、抗倒伏（d）為顯性，抗�。≧）對易感�。╮）為顯性，控制上述兩對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上．為獲得純合矮稈抗病玉米植株，研究人員采用了如圖所示的方法．請回答：

（1）過程②常采用花藥離體培養(yǎng)的方法由DdRr得到dR個體．若單倍體幼苗通過加倍后獲得M株玉米，通過篩選得到的矮稈抗病植株在理論上有$\frac{M}{4}$株．若過程①的F₁自交2代，產生的F₃中純合的矮桿抗病植株占$\frac{9}{64}$．過程②與過程①比較，過程②育種方法最大的優(yōu)點是明顯縮短育種年限．
（2）與過程④的育種方式相比，過程③育種的優(yōu)勢是能定向改造生物的性狀．在過程③中，目的基因與運載體結合必須使用限制酶和DNA連接酶兩種工具酶．
（3）鹽堿地是一種有開發(fā)價值的土地資源，為了開發(fā)利用鹽堿地，從而擴大耕地面積，增加糧食產量，我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽玉米新品系．為了確定耐鹽轉基因玉米是否培育成功，既要用放射性同位素標記的耐鹽基因作探針進行分子雜交檢測，又要用一定濃度鹽水澆灌的方法從個體水平鑒定玉米植株的耐鹽性．

Answer 1

分析 1、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(xù)自交；②是單倍體育種；③是基因工程育種；④是誘變育種．
2、目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）F₁的基因型為DdRr，其減數分裂產生的配子有DR、Dr、dR、dr四種，比例為1：1：1：1．過程②常采用花藥離體培養(yǎng)的方法得到單倍體dR個體．若單倍體幼苗通過加倍后獲得M株玉米，通過篩選得到的矮稈抗病植株在理論上有$\frac{M}{4}$株．若過程①的F₁自交2代，F₂中能產生純合的矮桿抗病植株的基因型及比例為$\frac{4}{16}$DdRr、$\frac{2}{16}$DdRR、$\frac{1}{16}$ddRR、$\frac{2}{16}$ddRr．因此，自交后產生的F₃中純合的矮桿抗病植株（ddRR）占$\frac{4}{16}$×$\frac{1}{16}$+$\frac{2}{16}$×$\frac{1}{4}$+$\frac{1}{16}$×1+$\frac{2}{16}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{9}{64}$．
（2）過程③是基因工程育種，與過程④誘變育種的育種方式相比，過程③育種的優(yōu)勢是定向的改造生物的遺傳性狀．在完成目的基因與運載體的結合時，必須用到的工具酶是限制酶、DNA連接酶．
（3）鹽堿地是一種有開發(fā)價值的土地資源，為了開發(fā)利用鹽堿地，從而擴大耕地面積，增加糧食產量，我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽玉米新品系．為了確定耐鹽轉基因玉米是否培育成功，先要鑒定是否已導入目的基因，后要檢測是否表達．因此，既要用放射性同位素標記的耐鹽基因作探針進行分子雜交檢測，又要用一定濃度鹽水澆灌的方法從個體水平鑒定玉米植株的耐鹽性．
故答案為：
（1）花藥離體培養(yǎng)   $\frac{M}{4}$        $\frac{9}{64}$    明顯縮短育種年限
（2）能定向改造生物的性狀     限制酶    DNA連接酶
（3）耐鹽基因（目的基因）   一定濃度鹽水澆灌（或移栽到鹽堿地中）

點評 本題考查作物育種的相關知識，考試中常以某一作物育種為背景，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．