Question

20．番茄的抗病（R）对感病（r）为显性，高秆（D）对矮秆（d）为显性，控制上述两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上．为获得纯合高秆抗病番茄植株，研究人员采用了如图所示的方法．

（1）若过程①的F1自交3代，产生的后代中纯合抗病植株占$\frac{7}{16}$．
（2）过程②，若只考虑F1中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，则利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型，在理论上应有2ⁿ种；若单倍体幼苗通过加倍后获得M株番茄，通过筛选得到的高秆抗病植株的基因型为DDRR，约有$\frac{M}{4}$株．
（3）过程③由导入抗病基因的叶肉细胞培养成转基因植株需要利用植物组织培养技术．
（4）过程④“航天育种”方法中主要的变异类型是基因突变．卫星搭载的种子应当选用刚萌发的而非休眠的种子，原因是本题考查作物育种的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：①为杂交育种中对筛选植株连续自交；②是单倍体育种；③是基因工程育种；④是诱变育种．明确知识点，梳理相关的基础知识，分析题图，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）若过程①的F₁（RrDd）自交两代，只考虑抗病与感病一对性状，则产生的后代中纯合抗病植株[1-（$\frac{1}{2}$）³]÷2=$\frac{7}{16}$
（2）过程②若只考虑F₁中分别位于n对同源染色体上的n对等位基因，根据一对等位基因能产生两种配子，因此位于n对同源染色体上的n对等位基因，遵循基因自由组合规律，共产生2ⁿ种配子，所以利用其花药离体培育成的单倍体幼苗的基因型为种2ⁿ．单倍体幼苗通过秋水仙素处理，染色体加倍后获得M株番茄，通过筛选得到的高秆抗病植株的基因型为DDRR，约有$\frac{M}{4}$．
（3）要将叶肉细胞培养成转基因植株，需要利用植物细胞的全能性，采用植物组织培养技术进行培养．
（4）航天育种主要是利用宇宙中的射线等因素诱发基因突变．由于种子萌发时进行细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变，所以卫星搭载的种子应当选用萌发的而非休眠的种子．
故答案为：
（1）$\frac{7}{16}$
（2）2ⁿ DDRR   $\frac{M}{4}$
（3）植物组织培养
（4）基因突变 种子萌发时进行细胞分裂，DNA在复制过程中容易受到外界因素的影响发生基因突变

点评 本题考查作物育种的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．