《遗传与育种》课程形成性考核册作业答案2012

《遗传与育种》课程形成性考核册作业答案2012
学校：磐安电大 林业技术 整理人：孔黎明
作业1
1． 什么是遗传？什么是变异？
答：遗传是生物子代与亲代相似的现象。变异则是子代与亲代、子代个体之间的不相似的现象。

2． 什么是基因型？什么是表现型？它们之间是什么关系?
答：遗传学上，通常把从亲代所获得的某一性状的遗传基础或遗传基础的总和称为基因型，而把生物表现出来的性状或全部性状的总和称为表现型。基因型是性状发育的内因，是表现型形成的根据，环境对遗传所起的作用必须通过基因型才能实现。表现型是基因型与环境条件相互作用的结果，外界环境是基因型转变为表现型的必要条件。

3． 在玉米中，（1）5个小孢子母细胞可以产生多少配子？（2）5个大孢子母细胞可以产生多少配子？（3）5 个花粉细胞可以产生多少配子？（4）5个胚囊可以产生多少配子？
答：（1）20； （2）5； （3）5； （4）5。

4． 植物细胞由哪三部分组成？细胞质里有哪些细胞器？染色质和染色体是什么关系？后期染色体的形态都有哪些？有丝分裂、减数分裂分为几个时期？
答：细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成的。细胞器包括线粒体、质体、核糖体、内质网、高尔基体、中心体、溶酶体和液泡等。染色质和染色体是同一物质在细胞分裂过程中所表现的不同形态。染色体有v型、y型、棒状和粒状。染色体的四级结构是核小体、螺线体、超螺线体和染色体。有丝分裂包括核分裂和细胞质分裂两个过程，核分裂分为五个时期：间期、前期、中期、后期和末期。减数分裂有两次连续的分裂，第一次分裂由前期i、中期i、后期i和末期i组成，前期i又分为5个时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。第二次分裂包括四个时期：前期ii、中期ii、后期ii和末期ii。

5． 在番茄中，缺刻叶和马铃薯叶是一对相对性状，显性基因c控制缺刻叶，基因型cc是马铃薯叶。紫茎和绿茎是一对相对性状，显性基因a控制紫茎，基因型aa是绿茎。把紫茎马铃薯叶的纯合植株与绿茎缺刻叶的纯合植株杂交，在f2中得到9：3：3：1的分离比。如果把f1：（1）与紫茎马铃薯叶亲本回交；（2）与绿茎缺刻叶亲本回交；（3）用双隐性亲本测交时，后代表现型比例各如何？
答：（1）紫茎马铃薯叶对f1的回交：aacc×aacc，后代紫茎缺刻叶与紫茎马铃薯叶1：1。
（2）绿茎缺刻叶对f1的回交：aacc×aacc，后代紫茎缺刻叶与绿茎缺刻叶1：1。
（3）双隐性植株对f1测交：aacc×aacc，后代为：1紫茎缺刻叶：1紫茎马铃薯叶：1绿茎缺刻叶：1绿茎马铃薯叶

6． 基因型为aabbcc的二亲本，所产生的基因型为aabbcc的子代的比例是多少？
答：（1/2）3（1/2）3＝（1/2）6＝1/64

7． 在南瓜中，果实白色是由显性基因y决定的，黄果是由与其等位的隐性基因y决定的；果实盘状是由显性基因s决定的，球状果是由隐性等位基因决定的。白色盘状果类型与黄色球状果类型杂交，所得f1皆为白色盘状果。如f1个体自交，f2的表现型预期比例如何？
答：f2预期表现型分离比例是：9白色盘状果：3白色球状果：3黄色盘状果：1黄色球状果。

8．在大麦中，带壳（n）对裸粒（n）为显性，散穗（l）对密穗（l）为显性。今以带壳散穗纯种（nnll）与裸粒密穗（nnll）纯种杂交，f1与双隐性亲本测交，测交子代为：
带壳散穗 228株 带壳密穗22株 裸粒散穗 18株 裸粒密穗 232株，求交换值。如果让这个f1植株自交，试问要使f2代中出现裸粒散穗（nnl_）20株，f2至少要种多少株？
答：根据题意，测交子代中带壳密穗和裸粒散穗为重组合类型，带壳散穗和裸粒密穗为亲本类型，因而交换值为：（18＋22）/（228＋232＋18＋22）×100％＝8％
为了计算使f2代中裸粒散穗（nnl_）20株时至少要种植的f2株数，要先计算f2代中出现裸粒散穗植株的理论比例，为此需要根据交换值，列出f1产生的四种配子的比数。已知f1的基因组合为nl//nl，交换值为8％，所以四种配子的比数为：0.46nl：0.04nl：0.04nl：0.46nl
先计算双隐性裸粒密穗植株的百分率：0.46×0.46＝0.2116，即21.16％
裸粒散穗（nnl_）植株的百分率为：0.25－0.2116＝3.84％
计算表明，f2代中出现裸粒散穗植株的机率为100个f2植株可能出现3.84株，要出现20株，可按比例计算： 100：3.84＝x：20 x＝（100×20）/3.84＝521（株）
即至少要种植521个f2植株时，才有可能出现20株裸粒散穗植株。

9．已知香豌豆的紫花（p）是红花（p）的显性，长花粉（l）是圆花粉（l）的显性。今将紫花、长花粉纯合品种和红花、圆花粉品种杂交，f1自交，f2的四种类型及个体数如下：紫花、长花粉4831 紫花、圆花粉 390 红花、长花粉 393 红花、圆花粉1338，已知这两对性状是连锁的，求交换值。
答：根据f2的资料求交换值，步骤为：（1）求双隐性个体（ppll）占f2群体的百分率：
1338/（4831＋1338＋390＋393）×100％＝19.2％
（2）将此百分率开方，即为f1产生的pl配子的百分率，为0.44。
（3）四种配子中，pl和pl的百分率相等，pl和pl的百分率相等。已知pl的百分率为0.44，所以pl配子的百分率也是0.44，pl和pl配子的百分率各为（50－44）％＝6％。所以f1形成的四种配子的比例为：0.44pl：0.06pl：0.06pl：0.44pl，以上四种配子中，pl和pl为亲本组合类型，pl和pl为重组合类型，所以交换值为：6％＋6％＝12％。

作业2
1． 染色体的结构变异有哪几种？它们是怎样形成的？P48
答：染色体的结构变异包括缺失、重复、倒位和易位四种类型。
（1）缺失，是染色体失去了某一区段。
（2）重复，是染色体的某些区段重复了，即增加了。
（3）倒位，是染色体内部结构的顺序颠倒了。
（4）易位，是非同源的染色体彼此交换了某一区段。

2、为什么易位杂合体会产生大约50%不育的配子？P53
答：易位杂合体的一个重要的遗传效应就是它的半不育性。这是由于相邻式分离的配子败育，交互式分离的配子可育，而这两种分离的几率大致各占50%，所以在玉米等作物中，大约有一半的配子败育。

3．一般认为普通烟草是两个野生种的ss染色体组和tt染色体组合并起来的异源四倍体（2n＝48＝24ii＝sstt）。某烟草单体（2n－1＝47）与ss染色体组的野生种杂交的f1群体内，一些植株有36条染色体，另一些植株有35条染色体。小孢子的检查表明，35个染色体的f1植株在减数分裂时联会时形成11个二价体和13个单价体，试问：（1）该单体所缺的那个染色体属于s染色体组还是属于t染色体组？（2）如果所缺的那个染色体不属于你所认定的那个染色体组，上述的35个染色体的f2植株在减数分裂时应联会成几个二价体和单价体？
答：
（1）该单体所缺的那个染色体属于s染色体组。

（2）如果所缺的那个染色体属于t染色体组，那么上述的35个染色体的植株在减数分裂时应该联会成12个二价体和11个单价体。

4．三体植株产生的（n+1）雌配子体（胚囊）通常比（n+1）雄配子体（花粉粒）有较强的生活力。如果自花授粉的一棵三体植株的有功能的胚囊的50％是（n+1），但是有功能的花粉中仅有10％是（n+1）。问子代中四体、三体、二倍体的百分比各是多少？
答：四体：0.50×0.10＝0.05=5％
三体：（0.50×0.90）＋（0.50×0.10）＝0.50＝50％
二倍体：0.50×0.90＝0.45＝45％

5．有二种核酸，碱基组成如下：（1）a＝20％，c＝30％，u＝20％，g＝30％
（2）（a＋g）/（t＋c）＝1.5，试推论这两种核酸的特点。
答：第一种核酸碱基中有u存在，而且含量a＝u，g＝c，可以推断它是双链rna。第二种核酸（a＋g）/（t＋c）＝1.5，在双链dna中，（a＋g）/（t＋c）＝1，而这里
a＋g>t＋c，说明a与t，g与c未互补存在，所以这是单链dna。

6．某些病毒是以单链dna作为遗传物质的。为什么高等生物唯以双链dna作为遗传物质？试列举其原因。
答：最根本原因是，双链dna无论就物理特性还是遗传特性，都比单链dna稳定。
（1）首先，在双链dna中，当单链断裂时可以被修复，而在以单链作为遗传物质的生物中，单链断裂时往往致死。
（2）一般来说，断裂dna的分子量大约为2×106道尔顿，而双链dna的分子量总要大于109个道尔顿；假如单链dna分子过大，是非常容易断裂的。
（3）无论是造成遗传错误的错配碱基的修复，还是完整单链的再合成，这些过程的机制都是以其互补链作为模板的。显然，这类功能，唯有双链dna才具备。
可见，高等生物以双链dna作为遗传物质，是对其自身有利的。

7．请简要说明DNA的复制方式。
答：复制方式为半保留复制。具体过程参见教材72页。

作业3

1． 如果在一群正常的老鼠中出现了一只短尾巴老鼠，你如何决定这个性状是由一个显性基因还是一个隐性基因引起的，还是由不同基因的相互作用引起的，还是环境诱发的？

答：把这只老鼠与正常老鼠的一个纯合品系交配，观察其后代。如果此性状是由一显性基因引起的，f1代中就会出现此性状。如果是由隐性基因引起或由环境因素诱发的，则不出现此性状，需要f1近交，并观察f2。f2的比率可以说明是一个基因或二个基因的分离，即基因的互作作用。如果f2代数目足够多的话，甚至可说明三个基因的分离。此性状如果是环境因素诱发的，预期与基因型比率没有关系。

2．引起基因突变的因素有哪些？基因突变的有利性、有害性如何？

答：有源于生物内部因素的自发突变，有源于外部或人为因素的诱发突变。自发突变是在没有特设的诱变条件下，由外界环境条件的自然作用或生物体内的生理和生化变化而发生的突变。诱发突变的诱变因素包括各种化学药剂、辐射线、温度剧变等。突变大多对生物体是有害的，但也有些突变，如抗病、早熟、矮秆等对生物是有利的。

3．两个纯合自交系的5个不同的基因对，在数量性状上有累加效应，它们杂交产生f1，你预料f2（f1自交产生）中类似于一个纯合自交系的比例是多少？
答：（1/4）5＝1/1024

4．假定有两对基因，每对各有两个等位基因：a、a和b、b，以相加效应的方式决定植株的高度。纯合子aabb高50cm，纯合子aabb高30cm。问：

（1）这两纯合子之间杂交，f1的高度是多少？
（2）在f1×f1所杂交后，f2中什么样的基因型表现40cm的高度？
（3）这些40cm高的植株在f2中占多少比例？

答：根据题意知，a和b，a和b，基因效应值相等，作用相加。于是，

（1）在上述假定条件下，可以认为无显性，即f1aabb个体的性状值等于中亲值，即：

1/2(50cm+30cm)=40cm

（2）f1 　　　　　aabb×aabb

　　　　　　　　　　　↓

　　f2 　　[(1/2a+1/2a)(1/2b+1/2b)]2

=1/16aabb+2/16aabb+1/16aabb+2/16aabb+4/16aabb+2/16aabb+1/16aabb+2/16aabb+1/16aabb

（3）从（2）中可见，40cm高的植株（aabb、aabb、aabb）在f2群体中占3/8。

5． 什么是杂种优势？产生杂种优势的原因是什么？为什么杂种优势在生产上只利用其第1代，不再利用以后各代？
答：基因型不同的亲本杂交产生的杂种，在生长势、生活力、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优越的现象称为杂种优势。关于杂种优势的解释，有显性假说、超显性假说，显性假说认为杂种优势是由于双亲的显性基因间的互补，而超显性假说认为杂种优势是由于双亲等位基因的互作。杂种优势在杂种第一代表现最强，从第二代开始就衰退，亲本越纯、双亲的差异越大，杂种一代的优势越强，而杂种二代的衰退也越明显。

6． 分析自交和回交遗传效应的异同点。
答：自交与回交遗传效应的异同如下：

自交
回交

1． f1个体自交。
1．f1个体与亲本之一（轮回亲本）交配。
2．使后代基因型分离和纯合化并且形成几种不同的基因型。
2．后代基因型分离并纯合化，但纯合基因型只有一种趋向于轮回亲本的基因型。
3．纯合体增加的进度依所涉及的基因对数和自交代数而不同。可由公式
x%=[（2r-1）/2r]n*100%求出。其中x%是纯合率，r是自交代数，n是基因对数。所求得的纯合率是几种纯合基因型的总和。
3．可以用同一公式求出后代的纯合率。所求出的纯合率是一种基因型的比率。

7． 有10对和20对杂合基因的植物需回交多少代才能使纯合率达到98%？

答：计算公式参见上题。实际就是98%=[（2r-1）/2r]10，求r，98%=[（2r-1）/2r]20，求r。不要求计算，大致知道教材179页上的表就可以了。可以知道10对基因自交或回交8代，纯合率96.2%，20对基因8代92.5%。

8． 植物雄性不育有几种类型？它们的遗传表现有什么不同？

答：植物雄性不育分核不育型、质核不育型。多数核不育型受简单的一对隐性基因（ms），纯合体表现雄性不育，这种不育性能被显性基因（ms）所恢复，杂合体后代呈孟德尔式分离。因此难以找到保持系使保持雄性不育。但水稻光敏和温敏两用核不育系，通过光照、温度的不同可以控制育性。生产上应用的雄性不育大部为质核型，其不育性由细胞质基因和相对应的核基因决定，当细胞质不育基因s存在时，核内必须有相对应的一对（或一对以上）隐性基因rr，个体表现不育。杂交或回交时，只要父本核内没有r基因，则杂交子代保持雄性不育。如果细胞质基因是正常可育基因n，即使核基因仍是rr，个体仍可育。细胞核基因为r，不论细胞质基因是s还是n，育性均正常可育。

9． 生产中如何利用雄性不育？

答：生产上利用雄性不育，要通过不育系s（rr）、保持系n（rr）和恢复系n（rr）。

s（rr）*n（rr）后代s（rr）使不育系得到繁殖。

s（rr）*n（rr）后代s（rr）或s（rr）*s（rr）后代s（rr），是正常可育的，生产杂种种子。

作业4
1．试述现代农业对品种性状的要求及育种的主要目标性状。　　

答：现代农业对品种性状的要求是高产、稳产、优质和适应性强。具体的目标性状包括产量性状，如白菜的产量构成是单位面积的株数和单株重量；如果品的产量构成是单位面积的株数、单株结果数和单果重量，育种目标要明确要增加单位面积株数，就要考虑选育适宜密植的品种，由于病虫害的影响对稳产的威胁很大，要培育抗耐病虫害的品种，必须明确抗耐哪种病虫害。对环境胁迫的抗耐性，也要根据各地区的不同情况明确是抗旱、抗寒、耐酸、耐盐碱、耐涝、耐湿等；品质性状是非常重要的，现在尤其是要在优质上下功夫，如蔬菜果品营养物质的含量、甜酸度等风味指标，花卉的新、奇、特，要有优质的具体指标。还要注意早熟性以及对耕作制度和机械化作业的适应性。

2．试述种质资源的概念及种质资源工作的主要内容。
答：在植物遗传育种领域内，把凡可供利用和研究的一切具有一定种质和基因的植物类型，统称为作物种质资源。它包括品种、类型、近缘种和野生种的植株、种子、无性繁殖器官、花粉甚至单个细胞。种质资源工作的内容包括种质资源的收集、整理、保存及研究利用。收集包括国内外的考察收集和征集。整理包括登记、编号、分类等。保存包括种植保存、贮藏保存、离体保存等。

3．什么是自花授粉、异花授粉和常异花授粉？
答：自然异交率在4%以下的是自花授粉作物；自然异交率在50%~100%的是异花授粉作物；自然异交率在4%~50%的为常异花授粉作物。

4．何为作物的生态环境？生态区？
答：起综合作用的生态因素，包括气候的、土壤的、生物的，这些生态因素复合体称为生态环境。对于一种作物具有大体相似的生态环境的地区称生态区。

5．原产高纬度、高海拔地区的作物对光照和温度的反应如何？
　答：一般原产高纬度地区的植物是长日照植物，要求有一定的低温阶段，然后是长日照阶段；高海拔地区太阳辐射量大，光照强，有利于作物生长，但在发育上，不同作物、不同品种对光照的反应是不同的。有的对光照比较敏感，有的比较迟钝。

6．原产低纬度、低海拔地区的作物引种到高纬度、高海拔地区可能会有什么反应？
　答：对于低温长日性作物，原产低纬度地区引种到高纬度地区种植，由于温度、日照条件能很快得到满足，表现生长期缩短，植株变小，产量降低。同时高纬度地区冬季寒冷，春季霜冻严重，易遭受冻害。对于高温短日性作物，主要是感温性和感光性问题，春播品种感温性强而感光性较弱，引到高纬度地区，会表现晚熟、营养生长好。夏播和秋播品种感光性强感温性弱，引到高纬度地区，表现晚熟，营养体生长好，影响后茬播种，或遭受后期冷害，不能安全成熟。

7．试述选择育种的基本方法。
　　答：选择的方法很多，基本的方法有单株选择和混合选择法。单株选择是在原始群体中，选择优良个体（单株、单穗或单铃），分别收获、脱粒、保存，下年分别播种为株（穗、铃）行，进行鉴定和比较。淘汰不符合要求的，选择优良株行。混合选择则是从品种群体中，按一定性状选择优良个体，混合脱粒，下年混合播种，并与原品种和标准品种进行比较。

8．试述杂交育种中亲本选配的原则。
　答：双亲优点多，主要性状突出，缺点少，易克服，双亲主要性状优缺点互补；选用当地推广良种作为亲本之一；选用地理上相距较远或不同生态类型的亲本杂交；选用一般配合力好的材料作亲本。

9． 杂交育种程序中应设置哪些园圃？各圃的工作内容是什么？
　　答：设置原始材料和亲本圃、选种圃、鉴定圃。原始材料和亲本圃，将每一杂交组合的父母本相邻种植，亲本分期播种，以使花期相遇。选种圃种植各杂交组合分离时代，根据处理方法不同采用不同的种植方式和选择方法。鉴定圃种植选种圃升级的新品系及由上年鉴定圃中需继续鉴定的材料，进行初步产量比较，性状稳定而优良的品系升入品系比较试验。以后进行品种比较试验、区域试验、生产试验，最后才能进行品种的审定和推广。
10．目前利用杂种优势的途径主要有哪些？
　　答：利用杂种优势的途径主要有人工去雄杂交制种，利用化学方法杀雄，利用自交不亲和性和利用雄性不育性制种。

11．试述以"三系法"育种的程序。
　答：利用三系法育种，需要配置雄性不育系、保持系和恢复系。选育三系的方法主要有：核代换法，即通过种间或类型间杂交获得不育系，需要用一个具有不育细胞质和可育细胞核基因的类型作母本，与一个具有可育细胞质和不育细胞核基因的类型作父本进行杂交，其杂种后代与原父本进行连续若干代回交，使父本的不育核基因逐步取代原母本的可育核基因，获得细胞质和细胞核都不育的雄性不育系，原父本是它的保持系；回交转育法，利用现有的不育系与欲转育的优良品种或自交系杂交，其后代再与原父本进行多次回交，这样，在保持母本不育细胞质基因的同时，将父本优良农艺性状基因代换了母本的核基因，而转育成新的不育系。有时恢复系也需要转育，用任一不育系S（rr）作母本与任一恢复系N（RR）作父本杂交，使不育细胞质与核恢复基因结合在一个杂种里，选恢复力强的，连续回交4~5次，再自交2次，纯化、巩固恢复能力，得到恢复系；还有测交筛选法，是选育恢复系的常用方法，选用一批品种分别与雄性不育系测交，观察测交一代的表现，若某一品种后代育性恢复正常且具有强大优势，则这一品种就是此不育系的最好恢复系。杂交选育法是按照杂交育种的一般程序，采用恢复系*恢复系，恢复系*品种和不育系*恢复系等组配方式进行杂交。从杂种一代开始，根据恢复力和育种目标，进行多代单株选择，并在适当时代与不育系测交，从中选出恢复力强、配合力高、性状优良的恢复系。

12．何谓"两系法"育种？以水稻光温敏雄性不育系为例，说明两系法杂交水稻的制种方法。
答：是核不育常采用的方法，由于一些不育系育性受光照和温度控制，可以一系两用，既是不育系，又是保持系，简化了繁殖、制种程序。
在水稻方面，我国采用两系法用水稻温敏雄性核不育系配出一批强优势杂交组合在生产上示范推广，由于光温敏不育系可一系两用，省去三系法中的保持系，简化了繁殖、制种程序，减少了种子生产环节和土地使用面积。

13．简要说明品种审定的重要性。
　　答：根据品系区域试验结果和生产试验的表现，经过品种审定机构的审定，品种才能够推广，否则有可能造成生产上的损失。实行品种审定制度，可以加强农作物的品种管理，有计划、因地制宜地推广良种，加速育种成果的转化和利用，避免盲目引种和不良播种材料的扩散，是实现生产用种良种化，良种布局区域化，合理使用良种的必要措施。

14．如何防止品种混杂退化？
　　答：防止品种混杂退化，要严防机械混杂，统一品种布局，克服品种的"多、杂、乱"现象，各生产环节防止混杂，种子田单收、单脱、单藏；防止生物学混杂，主要应搞好隔离，防止不同品种间相互杂交；要搞好去杂去劣，种子田中去除非繁殖品种和生长不良的植株；搞好提纯，是按照品种的典型特征特性，通过选择和比较提高品种的纯度。