遗传育种学课程形成性考试用书作业答案2012
学校:磐安电大林业技术主办单位:孔立明
职务1
1.什么是遗传？什么是变异？
答:遗传是生物后代和父母之间类似的现象。变异是后代、父母和后代之间的相异。
2.什么是基因型？什么是表现型？他们之间是什么关系？
答:从遗传学上讲，从亲本获得的某一性状的遗传基础或遗传基础的总和通常称为基因型，而生物表达的性状或所有性状的总和称为表型。基因型是性状发育的内因，是表型形成的基础，环境在遗传中的作用只能通过基因型来实现。表现型是基因型和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.(1)5个小孢子母细胞在玉米中能产生多少个配子？(2)五个大孢子母细胞能产生多少个配子？(3)五个花粉细胞能产生多少个配子？(4)五个胚囊能产生多少配子？
答:(1)20；(2)5;(3)5;(4)5。
4.植物细胞的三个部分是什么？细胞质中有哪些细胞器？染色质和染色体有什么关系？晚期染色体的形态有哪些？有丝分裂和减数分裂可以分为几个时期？
答:细胞由细胞膜、细胞质和细胞核组成。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。染色质和染色体是细胞分裂过程中同一物质的不同形式。染色体有V形、Y形、杆状和颗粒状。染色体的第四结构是核小体、螺旋体、超螺旋体和染色体。有丝分裂包括两个过程:核分裂和细胞质分裂。核分裂分为间期、前期、中期、后期和后期五个时期。减数分裂有两次连续的分裂。第一次划分由前期I、中期I、后期I、后期I组成，前期I分为细线阶段、偶线阶段、粗线阶段、双线阶段、终变阶段五个阶段。第二次划分包括前期ii、中期ii、后期ii和后期ii四个时期。
5.在番茄中，缺叶和马铃薯叶是一对相对性状，显性基因C控制缺叶，基因型cc为马铃薯叶。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为绿茎。紫茎马铃薯叶片纯合株与绿茎无刻叶纯合株杂交，f2获得9: 3: 3: 1的分离比。如果F 1: (1)与紫茎马铃薯叶亲本回交；(2)与绿茎无刻叶的亲本回交；(3)与双隐性亲本测交时，后代的表型比例是多少？
答案:(1)紫茎马铃薯叶片回交至f1: aacc×aacc，后代紫茎缺叶和紫茎马铃薯叶片为1: 1。
(2)绿茎切口叶回交至f1: aacc×aacc，后代紫茎切口叶和绿茎切口叶为1: 1。
(3)双隐性植株对f1: aacc×aacc的杂交试验，后代为:1紫茎刻叶:1紫茎马铃薯叶:1绿茎刻叶:1绿茎马铃薯叶。
6.两个基因型为aabbcc的父母所产生的基因型为aabbcc的后代比例是多少？
答案:(1/2)3(1/2)3 =(1/2)6 = 1/64。
7.在南瓜中，白色果实由显性基因Y决定，黄色果实由与其等位的隐性基因Y决定；盘状果实由显性基因S决定，球形果实由隐性等位基因决定。白色圆盘形果型与黄色球形果型杂交得到的F1都是白色圆盘形果。如果f1自交，f2的期望表型比是多少？
答:f2的期望表型分离比例为:9白色盘状果:3白色球形果:3黄色盘状果:1黄色球形果。
8.在大麦中，裸粒(N)以脱壳(N)为主，密穗(L)以散穗(L)为主。本文利用散壳穗(nnll)和裸穗密穗(nnll)的杂交种，以双隐性亲本f1作测交，测交世代为:
228个带壳散穗，22个带壳散穗，18个裸粒散穗，232个裸粒散穗。求交换值。如果让这株f1植株自花授粉，f2要种植多少株才能使f2代出现20株光粒散穗(NNL _)的植株？
答:根据题意，测交后代中，带壳密穗和散粒裸穗属于重组型，带壳密穗和散粒裸穗属于亲本型，所以交换值为:(18+22)/(228+232+100% =
为了计算f2代有20株NNL _株时需要种植的f2株数，首先要计算f2代光粒散穗株的理论比例，所以需要根据交换值列出f1产生的4个配子的比例。已知f1的基因组合为nl//nl，交换值为8%，所以四个配子的比例为:0.46 NL: 0.04 NL: 0.04 NL: 0.46 NL。
先计算双隐性裸粒密穗株率:0.46× 0.46 = 0.2116，即21.16%。
裸粒散穗株率(nnl_)为0.25-0.2116 = 3.84%。
计算表明，f2代出现散穗裸粒植株的概率为100株f2，可能出现3.84株。如果出现20株，可以按比例计算:100:3.84 = x:20 x =(100×20)/3.84 = 5265438+。
也就是说，只有在至少种植521株f2植株时，才有可能出现20株光粒散穗。
9.据了解，香豌豆的紫色花(P)在红花(P)中占优势，长花粉(L)在圆形花粉(L)中占优势。本文以紫花、长花粉纯合品种与红花、圆花粉品种杂交，f1自交。f2的4个类型和个体如下:紫花、长花粉4831紫花、圆花粉390红花、长花粉393红花、圆花粉1338。已知这两对字符是有联系的，所以需要求交换值。
答:根据f2的数据求交换值，步骤是:(1)求f2群体中双隐性个体(ppll)的百分比:
1338/(4831+1338+390+393)×100%=19.2%
(2)这个百分比的根是f1产生pl配子的百分比，为0.44。
(3)四个配子中，pl和pl的百分比相等，pl和pl的百分比相等。已知pl的百分比为0.44，那么pl配子的百分比也为0.44，pl和pl配子的百分比分别为(50-44)% = 6%。因此，f1形成的四个配子的比例为:0.44pl: 0.06pl: 0.44pl .上述四个配子中，pl和pl为亲本结合型，pl和pl为重组型，所以交换值为:6%+6% = 12%。
家庭作业2
1.染色体的结构变异有哪些？它们是如何形成的？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)缺失是丢失一段染色体。
(2)重复是指染色体的某些片段重复，即增加。
(3)倒位是指染色体内部结构的顺序颠倒。
(4)易位，非同源染色体相互交换某一片段。
2.为什么易位杂合子会产生50%左右的不育配子？P53
答:易位杂合子的一个重要遗传效应是它的半不育性。这是因为相邻的配子是败育的，而相互作用的配子是可育的，这两种分离的概率约为50%，所以玉米等作物中约有一半的配子是败育的。
3.一般认为普通烟草是异源四倍体(2n = 48 = 24ii = sstt ),是两个野生种的SS基因组和tt基因组的结合。在与ss基因组的野生种杂交的烟草单倍型(2n-1 = 47)的f1群体中，一些植物具有36条染色体，而另一些植物具有35条染色体。小孢子检测表明，f1植株在减数分裂过程中形成11二价体和13单价体，染色体数为35条。我在想:(1)这个单体缺失的染色体是属于S染色体组还是T染色体组？(2)如果缺失的染色体不属于你所鉴定的基因组，那么上述35条染色体的f2植株在减数分裂过程中应该结合多少个二价体和一价体？
答:
(1)该单体缺失的染色体属于S染色体组。
(2)如果缺失的染色体属于T染色体组，具有上述35条染色体的植株在减数分裂时应组合成12二价体和11单价体。
4.三体植物产生的(n+1)雌配子体(胚囊)通常比(n+1)雄配子体(花粉粒)更有活力。如果一株三倍体植物的功能胚囊有50%是(n+1)，但只有10%的功能花粉是(n+1)。后代中四分体、三体、二倍体的比例是多少？
答案: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.核酸有两种，碱基组成如下:(1) A = 20%，C = 30%，U = 20%，G = 30%。
(2) (A+G)/(T+C) = 1.5，并尝试推断这两种核酸的特征。
答:第一个核酸碱基有U，含量为A = U，G = C，可以推断是双链rna。第二个核酸(a+g)/(t+c) = 1.5。在双链dna中，(a+g)/(t+c) = 1，而这里，
a+g & gt；T+C是指A和T，G和C不互补，所以这是单链dna。
6.一些病毒使用单链dna作为它们的遗传物质。为什么高等生物只用双链dna作为遗传物质？试着列出原因。
答:最根本的原因是双链dna在物理和遗传特性上比单链dna更稳定。
(1)首先，在双链dna中，单链断裂时可以修复，而在以单链为遗传物质的生物中，断裂时往往是致命的。
(2)一般来说，断裂dna的分子量约为2×106道尔顿，而双链dna的分子量总是大于109道尔顿；如果单链dna分子太大，就非常容易断裂。
(3)无论是造成遗传错误的错配碱基的修复，还是完整单链的重新合成，这些过程的机制都是以它们的互补链为模板。显然，这种功能只有双链dna才有。
可见，高等生物使用双链dna作为遗传物质是有益的。
7.请简单解释一下DNA的复制方式。
答:复制方式是半保留复制。具体流程见教材第72页。
家庭作业3
1.如果一群正常老鼠中出现一只短尾鼠，你怎么决定这个性状是显性基因还是隐性基因造成的，是不同基因相互作用造成的，还是环境造成的？
回答:将这只小鼠与正常小鼠的纯合品系交配，观察其后代。如果该性状是由显性基因引起的，则出现在f1代。如果是隐性基因引起的，或者是环境因素诱导的，这个性状不出现，需要f1近交，观察f2。f2的比值可以解释一个基因或两个基因的分离，即基因的互作。如果f2代的数量足够多，甚至可以解释三个基因的分离。如果这个性状是由环境因素诱发的，期望与基因型比例无关。
2.导致基因突变的因素有哪些？基因突变有什么好处和坏处？
答:有生物内部因素引起的自发突变，也有外部或人为因素引起的诱发突变。自发突变是在没有特殊突变条件的情况下，由于外界环境条件的自然作用或生物体内生理生化变化而引起的突变。诱发突变的诱变因素包括各种化学物质、辐射和温度的突然变化。突变大多对生物有害，但也有一些突变，如抗病、早熟、侏儒症等，对生物有益。
3.两个纯合自交系的五个不同基因对在数量性状上具有累积效应，它们杂交产生f1。你对F2(f 1自交产生)与一个纯合自交系相似的比例有何期待？
答案:(1/4) 5 = 1/1024。
4.假设有两对基因，每对基因有两个等位基因:A，A和B，B，它们通过加性效应决定植株的高度。纯合子aabb高50cm，纯合子aabb高30cm。问:
(1)这两个纯合子杂交时，f1的高度是多少？
(2)在f1×f1中杂交后，f2中什么基因型表现出40cm的高度？
(3)这些40厘米高的植物在f2中占多大比例？
答:根据题意，A和B，A和B，基因效应值相等，效应相加。所以，
(1)在上述假设下，可以认为是非显性的，即f1aabb的个体性状值等于亲本值，即:
1/2(50厘米+30厘米)= 40厘米
(2)f1 aabb×aabb
↓
F2[(1/2a+1/2a)(1/2b+1/2b)]2
= 1/16 abb+2/16 abb+1/16 abb+2/16 abb+4/16 abb+2/16 abb+1/16 abb+2/65438
(3)从(2)可以看出，高度40cm的植株(aabb，aabb，aabb)占f2群体的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中只使用其1代，而不再使用后续世代？
答:不同基因型的亲本产生的杂种在生长势、生活力、育性、抗逆性、产量和品质等方面优于亲本的现象称为杂种优势。关于杂种优势的解释有显性假说和超显性假说。显性假说认为杂种优势是由于亲本显性基因的互补性，而晁显性假说认为杂种优势是由于亲本等位基因的互作。杂种优势在第一代最强，从第二代开始下降。亲本越纯，亲本间的差异越大，杂种一代的杂种优势越强，杂种二代的衰退越明显。
6.分析自交和回交遗传效应的异同。
答:自交和回交遗传效应的异同如下:
自交
回交
1.f1自拍。
1.f1个体与双亲之一(轮回双亲)交配。
2.分离并纯合子代基因型，形成几种不同的基因型。
2.子代基因型是分离纯合的，但只有一个纯合基因型倾向于轮回亲本。
3.纯合子增加的进程因所涉及的基因对数和自交代数而异。可用公式
x % =[(2r-1)/2r]n * 100%。其中x%是纯合率，r是自交代数，n是基因对数。获得的纯合率是几个纯合基因型的总和。
3.后代的纯合率可以通过同样的公式得到。获得的纯合率是一个基因型的比率。
7.10对，20对杂合基因的植株需要回交多少代才能使纯合率达到98%？
答:计算公式见上题。实际是98%=[(2r-1)/2r]10，得到r，98%=[(2r-1)/2r]20，得到r。不需要计算，只要知道教材179页的表格就可以了。可知10对基因的纯合率为96.2%，20对基因的纯合率为92.5%。
8.植物雄性不育有多少种类型？他们之间的基因差异是什么？
答:植物雄性不育分为两种:细胞核雄性不育和细胞质雄性不育。核雄性不育类型大多受一对简单隐性基因(ms)影响，纯合子表现雄性不育，由显性基因(ms)恢复，杂合子后代为孟德尔分离。所以很难找到保持雄性不育的保持系。然而，水稻光敏核不育系和温敏核不育系的育性可由不同的光温控制。生产上使用的雄性不育多为细胞质核型，其不育性由细胞质基因和相应的核基因决定。当细胞质不育基因S存在时，细胞核内必然存在一对(或一对以上)隐性基因rr，个体不育。杂交或回交时，只要父本细胞核中没有R基因，杂交后代就会保持雄性不育。如果细胞质基因是正常的可育基因N，即使核基因还是rr，个体还是可以育的。核基因是R，不管细胞质基因是S还是N，育性都是正常可育的。
9.雄性不育在生产中如何使用？
答:雄性不育在生产中的利用取决于不育系s(rr)、保持系n(rr)和恢复系n(rr)。
S(rr)*n(rr)后代S(rr)使不育系繁殖。
S(rr)*n(rr)后代S(rr)或s(rr)*s(rr)后代s(rr)通常是可育的，产生杂交种子。
家庭作业4
1.试述现代农业对品种性状的要求和育种的主要目标性状。
答:现代农业要求高产稳产、优质、适应性强。具体目标性状包括产量性状，如单位面积株数、单株重等；如果产品的产量构成是单位面积株数、单株果实数和单果重，那么育种目标要明确。为了增加单位面积的株数，需要考虑选育适合密植的品种。因为病虫害的影响对稳产的威胁很大，要培育抗病虫害的品种，就要明确抗哪几种病虫害。对环境胁迫的耐受性也应根据不同地区的不同情况定义为抗旱、抗寒、耐酸、耐盐碱、耐涝、耐湿；品质性状非常重要。现在尤其应该在高品质上下功夫，比如蔬菜水果的营养成分含量，甜度酸度等风味指标，鲜花的新奇、奇特、独特都应该有高品质的具体指标。还要注意早熟和对耕作制度、机械化作业的适应性。
2.试述种质资源的概念和种质资源工作的主要内容。
答:在植物遗传育种领域，凡是具有一定种质和基因可以利用和研究的植物类型统称为种质资源。它包括植物、种子、无性生殖器官、花粉甚至品种、类型、近缘种和野生种的单细胞。种质资源工作包括种质资源的收集、整理、保存和研究利用。收藏包括调查、收藏和国内外收藏。整理包括登记、编号、分类等。保存包括种植保存、贮藏保存和离体保存。
3.什么是自花授粉，异花授粉，异花授粉？
a:自然异交率在4%以下的自花授粉作物；异花授粉作物的自然异交率为50% ~ 100%；自然异交率在4%~50%的作物是异花授粉作物。
4.农作物的生态环境是怎样的？生态区？
答:起综合作用的生态因素包括气候、土壤和生物。这些生态因素称为生态环境。对一种作物具有相似生态环境的地区称为生态区。
5.原产于高纬度和高海拔地区的作物对光和温度的反应如何？
答:一般原产于高纬度的植物都是长日照植物，需要一定的低温阶段，其次才是长日照阶段；高海拔地区太阳辐射量大，阳光强烈，有利于作物生长，但在发育中，不同作物和品种对光的反应不同。有些对光敏感，有些则反应迟钝。
6.把低纬度低海拔的农作物引入高纬度高海拔地区可能会有什么反应？
答:对于低温长日照作物，从低纬度地区引进，在高纬度地区种植。因为能很快满足温度和日照条件，导致生长期缩短，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，容易遭受冻害。对于高温短日照作物，主要问题是温度敏感性和光敏性。春播品种温敏性强，光敏性弱，引种到高纬度地区，会表现出晚熟和良好的营养生长。夏播、秋播品种光敏性强，温敏性弱，引种到高纬度地区，表现晚熟，营养生长好，影响后续播种，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:选择的方法有很多。基本方法是单株选择和混合选择。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，第二年播种成株(穗、铃)行，进行鉴定比较。淘汰不符合要求的，选择优良植株。混选是根据一定的特性，从品种群中选出优良的个体，混合脱粒，次年混播，与原品种和标准品种进行比较。
8.试述杂交育种中亲本选择的原则。
答:父母优点多，主角突出，缺点少，很容易克服。父母主要性格的优劣是相辅相成的。选择当地推广的良种作为亲本之一；选择地理距离或不同生态类型的亲本进行杂交；选择配合力好的材料做亲本。
9.杂交育种计划中应设置哪些园地？每个托儿所的工作内容是什么？
答:设立原始材料、亲本苗圃、选种苗圃、鉴定苗圃。在原始材料和亲本苗圃中，每个杂交组合的亲本彼此相邻种植，亲本分阶段播种，以便花期相遇。根据每个杂交组合在选种圃种植的分离时期的不同处理方法，采用不同的种植方法和选择方法。将选种圃升级的新品系和上一年度鉴定圃需要鉴定的材料在鉴定圃种植进行初步产量比较，稳定优良的品系推广进行品比试验。以后还要进行品种比较试验、区域试验和生产试验，最终品种才能通过审定和推广。
10.目前利用杂种优势的主要途径有哪些？
答:杂种优势利用的主要途径有人工去雄杂交制种、化学去雄、自交不亲和和雄性不育制种。
11.试描述“三系法”育种的程序。
答:采用三系育种法，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，即通过种间或种间杂交获得不育系，以细胞质不育、核基因可育的类型为母本，与细胞质可育、核基因不育的类型为父本杂交，将杂交后代与原父本连续回交几代， 从而使父本的不育核基因逐渐取代原母本的可育核基因，获得细胞质和细胞核不育的雄性不育系，原父本即为其保持系。 回交转育法是利用已有的不育系与待转育的优良品种或自交系杂交，其后代与原父本多次回交。这样，在保持母本不育细胞质基因的同时，父本的优良农艺性状基因被母本的核基因取代，转育出新的不育系。有时恢复系也需要转系。以任一不育系S(rr)为母本，任一恢复系N(RR)为父本，将不育细胞质和细胞核恢复基因结合在一个杂种中，选择恢复力强的一个，连续回交4-5次，自交2次，提纯巩固恢复力，得到恢复系；还有测交筛选法，这是选育恢复系的常用方法。选择一批品种分别与雄性不育系测交，观察测交一代的表现。如果某个品种的育性恢复正常，并且具有很强的优势，那么这个品种就是这个不育系的最佳恢复系。按照杂交育种的一般程序，通过恢复系*恢复系、恢复系*品种、不育系*恢复系组合进行杂交育种。从第一代杂种开始，根据恢复能力和育种目标，选择多代单株，适时与不育系进行测交，从中选出恢复能力强、配合力高、性状优良的恢复系。
12.什么是“两系法”育种？以水稻光温敏雄性不育系为例，说明了两系杂交水稻的制种方法。
答:这是核不育中常用的方法。由于有些不育系的育性受光温控制，既可作为不育系，又可作为保持系，简化了繁殖和制种程序。
在水稻方面，中国采用两系法利用水稻温敏雄性不育系生产了一批强优势杂交组合，并在生产中得到示范和推广。由于光温敏雄性不育系可在一系中两用，省去了三系法中的保持系，简化了繁殖和制种程序，减少了制种环节和用地面积。
13.简要说明品种审定的重要性。
答:根据区试结果和生产试验表现，品种必须经品种审定机构审定后才能推广，否则可能造成生产损失。实行品种审定制度，可以加强农作物品种管理，因地制宜有计划地推广良种，加快育种成果的转化利用，避免盲目引进和不良播种材料的扩散，是实现生产用良种、良种区域化布局和良种合理利用的必要措施。
14.如何防止品种杂交退化？
答:防止杂交品种退化，需要防范机械杂交，统一品种布局，克服“多、杂、乱”现象，在种子场单收、单除、单储等各个生产环节防止杂交品种；防止生物混杂，要做好隔离，防止不同品种间杂交；要做好去杂除杂工作，清除种子田中不繁殖的品种和生长不良的植株；做好提纯工作，就是根据品种的典型特征，通过选择和比较，提高品种的纯度。