Question

16．雜種優(yōu)勢(shì)泛指雜種品種即F₁（雜合子）表現(xiàn)出的某些性狀或綜合性狀優(yōu)于其親本品種（純合子）的現(xiàn)象．玉米是單性花、雌雄同株的作物．現(xiàn)階段，我國大面積推廣種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)玉米品種均為雜合子．請(qǐng)回答：
（1）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)，玉米雜交種（F₁）的雜種優(yōu)勢(shì)明顯，但是F₂會(huì)出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)衰退現(xiàn)象．原因是F₁產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了等位基因分離，受精后使F₂出現(xiàn)一定比例純合子．
（2）若玉米的大粒雜種優(yōu)勢(shì)性狀由一對(duì)等位基因（A₁A₂）控制．現(xiàn)將若干大粒玉米雜交種平分為甲、乙兩組，相同條件下隔離種植．甲組自然狀態(tài)授粉，乙組在人工控制下進(jìn)行嚴(yán)格自交授粉．若所有的種子均正常發(fā)育，繁殖兩代后的甲組和乙組雜種優(yōu)勢(shì)衰退率（小粒所占比例）分別為$\frac{1}{2}$、$\frac{3}{4}$，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究授粉方式對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)衰退率的影響．
（3）若玉米的大穗雜種優(yōu)勢(shì)性狀由兩對(duì)等位基因（B₁B₂C₁C₂）共同控制．兩對(duì)等位基因都純合時(shí)表現(xiàn)為衰退的小穗性狀．若大穗雜交種（B₁B₂C₁C₂）自交一代后出現(xiàn)衰退的小穗性狀的概率為$\frac{1}{2}$．則說明這兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，且不發(fā)生（填“發(fā)生”或“不發(fā)生”）交叉互換．
（4）如果玉米的某雜種優(yōu)勢(shì)性狀由n對(duì)等位基因控制，且每對(duì)等位基因都獨(dú)立遺傳．若某雜種優(yōu)勢(shì)品種n對(duì)基因都雜合，其后代n對(duì)基因都純合時(shí)才表現(xiàn)衰退．該優(yōu)勢(shì)品種（F₁）自然狀態(tài)下受粉，第二年種植時(shí)（F₂）表現(xiàn)衰退的概率為（$\frac{1}{2}$）ⁿ，由此推斷F₂雜種優(yōu)勢(shì)衰退率與雜合等位基因?qū)��?shù)的關(guān)系是雜種優(yōu)勢(shì)性狀F₁基因型中雜合等位基因?qū)��?shù)越多，F(xiàn)₂的衰退率就越低．

Answer 1

分析 1、豌豆作為遺傳實(shí)驗(yàn)材料的原因有：自花傳粉、閉花受粉植物，自然狀態(tài)都是純種；有易于區(qū)分的相對(duì)性狀．而玉米是兩性花，因此自然狀態(tài)進(jìn)行的隨機(jī)交配．
2、分析題意可知，雜種優(yōu)勢(shì)泛指雜種品種即F₁（雜合子）表現(xiàn)出的某些性狀或綜合性狀優(yōu)越于其親本品種（純系）的現(xiàn)象，也就是只有雜合子才會(huì)表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)，顯性純合或隱性純合均表現(xiàn)為衰退

解答 解：（1）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)，玉米雜交種（F₁）的雜種優(yōu)勢(shì)明顯，但是F₂會(huì)出現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)衰退現(xiàn)象．這可能是F₁產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生了基因分離，使F₂出現(xiàn)一定比例隱性純合子所致
（2）根據(jù)題意可知，只有雜合子才能表現(xiàn)雜種優(yōu)勢(shì)．甲組實(shí)驗(yàn)中自然狀態(tài)授粉，進(jìn)行的是隨機(jī)交配，因此不管種植多少年，三種基因型的比例均為$\frac{1}{4}$A₁A₁、$\frac{1}{2}$A₁A₂、$\frac{1}{4}$A₂A₂，只有A₁A₂表現(xiàn)為雜種優(yōu)勢(shì)，因此衰退率為$\frac{1}{2}$；乙組人工控制自交授粉，第3年種植時(shí)就是自交產(chǎn)生的子二代后代分別為$\frac{3}{8}$A₁A₁、$\frac{1}{4}$A₁A₂、$\frac{3}{8}$A₂A₂，則乙組雜種優(yōu)勢(shì)衰退率為$\frac{3}{4}$．該實(shí)驗(yàn)的目的是探究授粉方式對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)衰退率的影響．
（4）分析題意可知，如果兩對(duì)基因位于兩對(duì)同源染色體上，則會(huì)遵循基因的自由組合定律，在子一代中就會(huì)出現(xiàn)$\frac{1}{4}$的衰退率；而大穗雜交種（B₁B₂C₁C₂）自交，F(xiàn)₂出現(xiàn)衰退的小穗性狀的概率為$\frac{1}{2}$，則說明這兩對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，且不發(fā)生交叉互換．
（5）如果玉米的某雜種優(yōu)勢(shì)性狀由n對(duì)等位基因控制，且每對(duì)等位基因都獨(dú)立遺傳．若某雜種優(yōu)勢(shì)品種n對(duì)基因都雜合，其后代n對(duì)基因都純合時(shí)才表現(xiàn)衰退，該品種自然狀態(tài)授粉留種，如先考慮一對(duì)等位基因，A1A2自交后代有$\frac{1}{4}$A₁A₁、$\frac{1}{2}$A₁A₂、$\frac{1}{4}$A₂A₂，即衰退率為$\frac{1}{2}$，要所有等位基因均純合，因此第二年種植時(shí)（F₂）表現(xiàn)衰退的概率為$\frac{1}{{2}^{n}}$，由此推斷F₂雜種優(yōu)勢(shì)衰退速率與雜合等位基因?qū)��?shù)的關(guān)系是雜種優(yōu)勢(shì)性狀F₁基因型的雜合等位基因?qū)��?shù)越多，F(xiàn)₂中衰退率越低．
故答案為：
（1）分離
（2）$\frac{1}{2}$　    $\frac{3}{4}$　     探究授粉方式對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)衰退率的影響
（3）一對(duì)同源染色體上          不發(fā)生
（4）（$\frac{1}{2}$）ⁿ　   雜種優(yōu)勢(shì)性狀F₁基因型中雜合等位基因?qū)��?shù)越多，F(xiàn)₂的衰退率就越低

點(diǎn)評(píng) 本題考查了生物變異在育種方面的應(yīng)用以及分離定律和自由組合定律的應(yīng)用，意在考查考生的分析能力以及運(yùn)用遺傳定律進(jìn)行有關(guān)概率計(jì)算的能力，難度適中．