专题04 遗传的基本规律-【好题汇编】2024年高考生物二模试题分类汇编（北京专用）

专题04 遗传的基本规律 （基础题+验证题+提升题 三位一体） 一、单选题第一部分 夯实基础 1．（2024·北京海淀·二模）研究人员用基因型为AABB与aabb的植株杂交产生F1，对F1的花粉粒进行荧光标记，用红色荧光标记A基因，绿色荧光标记B基因。对F1中有荧光的花粉粒统计其颜色及数目，结果如下表。 荧光颜色 黄色 绿色 红色 花粉粒数目 8000 499 501 注：红色荧光与绿色荧光叠加显示为黄色荧光。 下列分析不正确的是（　　） A．亲本的A与B基因在同一条染色体上 B．A/a基因的遗传遵循分离定律 C．F1的花粉粒中有一部分无荧光 D．基因重组型花粉粒的占比约为1/9 2．（2024·北京朝阳·二模）某牵牛花表型为高茎红花，其自交F1表型及比例为高茎红花：高茎白花：矮茎红花：矮茎白花=7：3：1：1。高茎和矮茎分别由基因A、a控制，红花和白花分别由基因B、b控制，两对基因位于两对染色体上。下列叙述错误的是（    ） A．两对基因的遗传遵循基因自由组合定律 B．亲本产生基因型为aB的雌雄配子均不育 C．F1高茎红花中基因型为AaBb的植株占3/7 D．F1中高茎红花与矮茎白花测交后代无矮茎红花 3．（2024·北京西城·二模）斑点牛分为褐色和红色，相关基因位于常染色体上。育种人员将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，实验结果如下表。相关叙述错误的是（    ） 子代 表现型 比例 F1 褐色公牛：红色母牛 1：1 F2 褐色公牛：红色公牛：褐色母牛：红色母牛 3：1：1：3 A．斑点牛体色的表现型与性别有关 B．该性状受2对独立遗传基因控制 C．F1公牛、母牛的相关基因型相同 D．反交实验结果应与上述结果相同 4．（2024·北京东城·二模）雌性家蚕的性染色体组成为ZW，研究人员使用X射线获得了甲、乙两只雌性突变体，均发生了Z染色体的片段缺失。利用Z染色体上不同区域对应引物进行PCR，部分结果如下图。下列说法错误的是（    ） A．在该实验中X射线用于提高突变率 B．甲与野生型杂交后代中雌性均为野生型 C．乙比甲缺失了更多的Z染色体片段 D．可利用该方法对相关基因进行定位 5．（2024·北京西城·二模）下列关于生物学实验中科学方法和技术的应用，叙述错误的是（    ） A．孟德尔在研究遗传规律时运用了假说-演绎法 B．“细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法 C．探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法 D．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验使用了物质分离鉴定技术 6．（2024·北京西城·二模）下列关于探究实践活动叙述错误的是（    ） A．性状分离比模拟实验中同一小桶中的两种彩球数量可以不等 B．模拟生物体维持pH稳定的实验中自来水和缓冲液作为对照 C．探究光强对光合作用的影响时利用光源与植物的距离来调节光强 D．设计制作生态缸观察其稳定性的实验过程中需要保证适宜的光照 7．（2024·北京丰台·二模）鱼类的肌间刺多影响食用体验。r基因是肌间刺形成的关键基因。研究者利用基因组编辑技术对r基因进行编辑，构建了武昌鱼突变体F0代。检测其中54尾发现有6尾出现肌间刺缺失，缺失根数在7~43之间。将这6尾鱼互交得F1代，从5000尾F1中分离得到完全无肌间刺的鱼316尾继续互交。下列说法不正确的是（　　） A．进行基因组编辑的受体细胞是受精卵 B．相对F1代，F2代肌间刺缺失的个体比例上升 C．人工选择使突变的r基因频率不断升高 D．基因组编辑使武昌鱼发生了基因重组 第二部分 效果验证 8．（2024·北京丰台·二模）β基因控制的矮小黄鸡具有单冠、胫短、胸宽等特点。为了研究矮小黄鸡的遗传特性，研究者利用正常黄羽鸡进行了正反交实验，结果如下表。下列说法正确的是（　　） 杂交组合 F1体重（g） F1胫长（cm） ♂ ♀ ♂ ♀ 正交 矮小黄鸡♂×正常黄羽♀ 1633 1050 6.78 4.96 反交 矮小黄鸡♀×正常黄羽♂ 1635 1530 6.76 6.13 A．β基因位于X染色体上 B．控制矮小性状的β基因为显性 C．正反交子代中雄性的基因型不同 D．β基因可以影响多个性状 9．（2024·北京密云·模拟预测）两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Leyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．控制两侧对称和辐射对称花的基因所含遗传信息不同 B．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律 C．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高 D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关 二、非选择题 10．（2024·北京东城·二模）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 (1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有 的特点。 (2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因 定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 (3)由tal建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案 。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。 ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是 。 第三部分 强化提升 11．（2024·北京海淀·二模）雄性不育植株可简化育种流程，是杂交育种的重要材料。研究发现利用油菜纯合的雄性不育植株甲做母本与野生型杂交，后代均可育，但总会出现部分白化幼苗长到成体死亡。为研究相关机制，提高育种效率，科研人员进行了相关实验。 (1)植株甲中存在雄性不育基因A'，导致雄蕊不能发育。实验发现甲与油菜品系丙杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1与甲、丙杂交得到的F1杂交，发现子代中雄性可育幼苗占比为 ，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。 (2)为研究A'、B基因与白化性状的关系，科研人员进行如下实验。 ①从油菜中分离A'、B基因，将A'基因导入拟南芥（拟南芥不含与A'、B同源的基因），筛选得到至少插入一个外源基因的转基因植株TA群体。将B基因转入拟南芥，经筛选获得纯合子TB．设计杂交实验，检测存活F1的基因组成，杂交组合及结果如下表。 组号 杂交组合 存活的F1 成体总数 含A'成体数 不含A'成体数 一 ♀TA群体×♂野生型 630 95 535 二 ♀TA群体×♂TB 607 415 192 据实验结果推测，A'基因引起部分子代死亡，B基因可抑制A'基因的作用，依据是 。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2的原因 。 ②植物中核蛋白N与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N形成复合体。科研人员推测，基因B通过抑制A'基因的表达而解除A'对N的影响。为证明该推测，请完成下列实验设计。 实验材料 操作 观察指标 野生型拟南芥 导入A'基因 叶绿体发育情况 I II Ⅲ IV a、导入A'基因  b、导入B基因  c、导入A'、B基因d、野生型拟南芥  e、N缺失突变拟南芥 I~IV应依次填写 （填写选项前字母） (3)现有两个具有某优良性状的品系1和2.科研人员利用甲和丙进行杂交实验，获得兼具品系1、2优良性状的杂种株，同时避免后代白化。请完善下列育种流程。 步骤一： 。 步骤二：品系2×丙→所得子代经PCR鉴定，选择有B基因的F1×品系2→…→获得B基因纯合兼具品系2遗传背景的植株。 步骤三： 。 12．（2024·北京丰台·二模）研究者在秦岭地区发现了棕色大熊猫。 (1)研究者研究了三个大熊猫家系，如图1所示（Qizai和Dandan为棕色），据此推测大熊猫棕色的遗传方式最可能是由 （常/X）染色体上的 基因控制。 (2)为进一步研究熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结果如图2。据图分析，大熊猫毛色差异的原因是 。 (3)研究者发现B基因的外显子1发生的25个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。B基因相应的mRNA序列见图3。 据图分析，25个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是 。 (4)黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，图4显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究B基因影响熊猫毛色的机理，研究者设计了下列实验： ①向黑色素瘤细胞中导入一小段RNA，干扰B基因的 过程导致细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 ②通过蛋白质电泳与抗原—抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图5.B蛋白在PMEL上的作用位点是 （a/b/c/d），做出此判断的依据是 。 (5)综合以上研究概述B基因突变影响熊猫毛色的机理 。 13．（2024·北京昌平·二模）花烟草是一种花色丰富、花期长的园林景观植物，花冠颜色受叶绿素和花青素共同影响（如下图）。G基因使叶绿素在花冠中积累，g基因则叶绿素无法在花冠中积累。R基因使花青素呈红色，r基因使花青素呈紫色。I基因使花青素正常积累，i基因阻止花青素积累。G/g、R/r、I/i基因均独立遗传。 (1)研究者获得4株不同花色的花烟草植株，开展如下杂交实验。 组别 亲本组合（A区颜色） F1株数 F1花色及株数 红色（A区） 绿色（B区） 白色（A区） 1 绿色×白色 45 0 21 24 2 绿色×红色 45 45 33 0 3 绿色×紫色 44 26 22 10 ①第2组F1绿色与非绿色植株之比接近 ，说明两个亲本均有G基因。 ②第3组F1有少量紫花植株出现，受环境因素（酸性）影响，另有一部分紫花变成红色。根据实验结果推测，第3组亲本绿色植株和紫色植株的基因型分别为 。 (2)为培育花色鲜艳的个体，掩盖花冠A区的绿色性状，可转入花青素合成酶基因进行改良。 ①用剪切结果产生两种不同黏性末端的限制酶，同时处理含有目的基因的DNA和质粒，这种双酶切的优势在于避免 ，确保目的基因与载体在DNA连接酶的作用下可以正确重组。 ②提取转基因花烟草花冠细胞中的蛋白质，运用 技术，以确定目的基因是否正常表达。 (3)种植环境会影响花青素的积累量，积累量少时花冠A区会被绿色掩盖。某公园需要大面积使用花青素积累量少的浅红色花烟草布置景观，以（1）中4个亲本为材料，你的解决方案是 。 14．（2024·北京朝阳·二模）栽培水稻（二倍体）主要有亚洲栽培稻和非洲栽培稻两种类型，二者育性均正常，杂交可以产生具有杂种优势的后代，但远缘杂交带来的杂种不育现象，严重限制了杂种优势的利用。研究人员对杂种不育的相关基因进行了研究。 (1)亚洲栽培稻与非洲栽培稻进行杂交，得F1，F1自交得F2，观察每一代植株的花粉育性。亲本花粉育性正常，F1花粉一半不育，F2植株花粉可育与一半不育之比为1：1。请写出F1产生的雌配子种类数及比例 。 (2)研究发现非洲栽培稻与花粉育性相关的基因G。 ①将非洲栽培稻的一个G基因敲除（基因型记为Gg）并自交，后代中GG、Gg、gg的个体数之比为107：123：16。以上结果可知，Gg个体产生的不含 基因的花粉育性极低（不育）。 ②Gg做母本与亚洲栽培稻杂交，F1的基因型有 种。 ③观察发现gg个体花粉全可育。综合以上信息可知在花粉半不育性状产生中，G基因的作用是 。 (3)Gg细胞中转入一个G基因，整合至染色体上，获得的转基因个体花粉育性有大幅度提高，则G基因被转入的位置及花粉可育的占比是：位置一及占比 ；位置二及占比 。 15．（2024·北京西城·二模）科研人员获得了携带两种抗稻瘟病的抗性基因Pib和Pikm的水稻品系——川抗30，以及携带螟虫抗性基因CrylC的水稻品系——昌恢。为获得同时携带抗螟虫基因和两种抗稻瘟病基因的改良株系，开展了相关研究。 (1)水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对 。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，F1表现为稻瘟病抗性，F1与野生型杂交，子代性状及分离比为 ，证明Pib和Pikm位于非同源染色体上。 (2)吕恢品系水稻在品质和产量上明显优于川抗30，科研人员结合分子标记技术筛选目标基因进行杂交育种，以获得改良优质水稻。请写出制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病）水稻的杂交育种技术路线（总体思路） 。 (3)研究者利用PCR技术检测改良优质水稻中是否含有Pib基因。 ①下表为利用PCR进行检测的反应体系的配方，请将表格补充完整。 PCR反应体系 组分 总体积/10μL 10倍浓缩的扩增缓冲液 1μL i 1.5μL 4种脱氧核苷酸等量混合液（2.5mmol·L-1） 0.5μL 引物I/II（5.0μmol·L-1） 1/1μL Taq DNA聚合酶 0．20μL H2O ii ②图为Pib基因的部分序列。 5'—…AATGCCC…ATGTGGA…—3' 3'—…TTACGGG…TACACCT…—5' 根据图，选择 作为引物对Pib基因进行扩增。 A．5'—…AATGCCC…—3'    B．5'—…TCCACAT…—3' C．5'—…TTACGGG…—3'    D．5'—…ATGTGGA…—3' 研究者最终确定改良优质水稻具备了相关抗性基因，成功培育出优质、高产的双抗水稻。 (4)检测发现本研究获得的优质双抗水稻的部分性状与昌恢品系相比出现株高上升、千粒重下降的现象，但是利用基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系，其他性状未发生改变，原因可能是 。请从育种的角度对这两种技术进行评价。 16．（2024·北京密云·模拟预测）黄瓜瓜把口感差，瓜把的长度是影响黄瓜品质和商业性的重要性状之一。 (1)科研人员将长瓜把品系（6.5cm）与短瓜把品系（2.0cm）杂交，F1瓜把长度约4.6cm，F1自交，得到158株F2瓜把长度分布如图1。 由结果推测黄瓜瓜把长度受 （一对/多对） 基因控制。 (2)SSR是DNA中普遍存在的简单重复序列。不同品系、不同染色体DNA的SSR互不相同，因此可作为分子标记进行基因定位。研究者构建了仅在一对基因上存在差异的瓜把长度为5cm（含SSR1标记）和4cm（含SSR2标记）的两个亲本，杂交后再自交，F2中瓜把长度5cm个体占3/4，4cm个体占1/4。测定F2植株的SSR组成，请从下表中选择一种实验结果与对应推论的正确组合有 。 实验结果 推论 I 5cm瓜把和4cm瓜把植株的SSR组成均为SSR1/SSR1:SSR1/SSR2:SSR2/SSR2=1:2:1 Ⅱ 4cm瓜把植株仅具有SSR2标记 Ⅲ 5cm瓜把植株仅有2/3具有SSR2标记 IV 4cm瓜把植株中的SSR1:SSR2=1:1 ①该瓜把长度基因与该SSR标记位于同源染色体 ②该瓜把长度基因与该SSR标记位于非同源染色体 (3)通过上述定位方法，科研人员找到了与瓜把长度相关的A基因、B基因，并进一步研究。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除A基因后，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推测A基因的表达产物能 瓜把细胞增殖。检测发现，敲除A基因的突变体植株中基因B的转录水平显著降低，敲除B基因的突变体植株瓜把长度显著降低，推测A通过增强B基因的表达进而影响瓜把长度。请从①~⑤选择合适的基因与黄瓜植株，进行转基因实验，为上述推测提供一个新的证据。简述实验设计方案、检测指标并预期实验结果 。 ①A基因②B基因③野生型植株④A基因突变体植株⑤B基因突变体植株 (4)进一步研究发现，D蛋白可与A 蛋白结合，抑制后者与B基因的启动子结合，相关调控途径如图2所示。 D基因突变体与A基因突变体杂交，F2中野生型、D突变体、A突变体、D和A突变体4种表型的瓜把长度大小关系为 。 (5)目前市场占有率最大的国产“油亮密刺黄瓜”，是科研人员通过单倍体育种培育出来的，单倍体育种依据的生物学原理和优势分别是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 遗传的基本规律 （基础题+验证题+提升题 三位一体） 第一部分 夯实基础 一、单选题 1．（2024·北京海淀·二模）研究人员用基因型为AABB与aabb的植株杂交产生F1，对F1的花粉粒进行荧光标记，用红色荧光标记A基因，绿色荧光标记B基因。对F1中有荧光的花粉粒统计其颜色及数目，结果如下表。 荧光颜色 黄色 绿色 红色 花粉粒数目 8000 499 501 注：红色荧光与绿色荧光叠加显示为黄色荧光。 下列分析不正确的是（　　） A．亲本的A与B基因在同一条染色体上 B．A/a基因的遗传遵循分离定律 C．F1的花粉粒中有一部分无荧光 D．基因重组型花粉粒的占比约为1/9 【答案】D 【分析】题表分析：表格中数据为F1中有荧光的花粉粒统计其颜色及数目，由表中数据可知，F1的花粉粒出现三种情况，且三种花粉粒的类型及比例为：同时含A、B基因的花粉粒：只含A基因的花粉粒：只含B基因的花粉粒=16：1：1。由此可知，A、B基因位于一条染色体上，且F1基因型为AaBb的个体在减数分裂产生精子时发生了同源染色体上非姐妹染色单体片段的交换，产生了基因型为Ab、aB的精子。 【详解】ACD、据表格中数据可知，F1的花粉粒出现三种情况，且三种花粉粒的类型及比例为：同时含A、B基因的花粉粒：只含A基因的花粉粒：只含B基因的花粉粒=16：1：1，由此可知，A、B基因位于一条染色体上。则在F1个体的细胞中，A、B基因位于一条染色体上，a、b基因位于另一条同源染色体上，F1个体在减数分裂产生精子时部分细胞发生了同源染色体上非姐妹染色单体片段的交换，产生了基因型为Ab、aB的精子。因此，F1个体产生的花粉应该有4种：同时含A、B基因的花粉粒、只含A基因的花粉粒、只含B基因的花粉粒、同时含a、b的花粉粒。由于同时含a、b的花粉没有被荧光标记，所以在进行实验结果统计时无法统计。假设在F1个体进行减数分裂时，有X的精原细胞发生了非姐妹染色单体片段的交换，有（1-X）的精原细胞未发生非姐妹染色单体片段的交换，则最终形成的精子基因型及比例为：。由此可知，同时含A、B基因的花粉粒和同时含a、b的花粉粒数目相等，结合表格数据可知，同时含A、B基因的花粉粒：只含A基因的花粉粒：只含B基因的花粉粒:同时含a、b的花粉粒=16：1：1：16。其中，基因重组型花粉粒为只含A基因的花粉粒和只含B基因的花粉粒，占比为。综合以上分析，亲本的A与B基因在同一条染色体上， F1的花粉粒中有一部分无荧光，基因重组型花粉粒的占比约为1/17，AC正确，D错误； B、A/a基因为一对等位基因，位于一对同源染色体相同位点上，它们的遗传遵循分离定律，B正确。 故选D。 2．（2024·北京朝阳·二模）某牵牛花表型为高茎红花，其自交F1表型及比例为高茎红花：高茎白花：矮茎红花：矮茎白花=7：3：1：1。高茎和矮茎分别由基因A、a控制，红花和白花分别由基因B、b控制，两对基因位于两对染色体上。下列叙述错误的是（    ） A．两对基因的遗传遵循基因自由组合定律 B．亲本产生基因型为aB的雌雄配子均不育 C．F1高茎红花中基因型为AaBb的植株占3/7 D．F1中高茎红花与矮茎白花测交后代无矮茎红花 【答案】B 【分析】分析题文：高茎和矮茎分别由基因A、a控制，红花和白花分别由基因B、b控制，即高茎、红花为显性，则高茎红花的基因型为A_B_，高茎白花的基因型为A_bb，矮茎红花的基因型为aaB_，矮茎白花的基因型为aabb，红花A_B_自交后代表现型及比例为高茎红花：高茎白花：矮茎红花：矮茎白花=7：3：1：1，是9：3：3：1的变式，说明亲本高茎红花的基因型是AaBb，且存在aB的雌配子或雄配子致死。 【详解】A、F1的表现型及比例为高茎红花：高茎白花：矮茎红花：矮茎白花=7：3：1：1，是9：3：3：1的变式，说明两对等位基因的遗传符合自由组合定律，A正确； B、亲本高茎红花的基因型是AaBb，理论上，高茎红花（9份）的基因型及比例为AABB：AaBB：AABb：AaBb=1：2：2：4，矮茎红花（3份）的基因型及比例为aaBB：aaBb=1：2，对比题干都少了2份，说明aB的雌配子或雄配子不育，B错误； C、F1高茎红花的基因型有1AABB、2AABb、1AaBB、3AaBb，其中基因型为AaBb的植株占3/7，C正确； D、若F1中高茎红花植株（AaBb）的aB花粉不育，则该高茎红花与矮茎白花（aabb）测交后代不会出现矮茎红花（aaB_），D正确。 故选B。 3．（2024·北京西城·二模）斑点牛分为褐色和红色，相关基因位于常染色体上。育种人员将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，实验结果如下表。相关叙述错误的是（    ） 子代 表现型 比例 F1 褐色公牛：红色母牛 1：1 F2 褐色公牛：红色公牛：褐色母牛：红色母牛 3：1：1：3 A．斑点牛体色的表现型与性别有关 B．该性状受2对独立遗传基因控制 C．F1公牛、母牛的相关基因型相同 D．反交实验结果应与上述结果相同 【答案】B 【分析】基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；在减数分裂形成配子的过程中，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。 【详解】A、分析题意，将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，子代中性状与性别有关联，说明斑点牛体色的表现型与性别有关，A正确； B、斑点牛相关基因位于常染色体上，且据F2可知，同一性别内均出现3∶1的分离比，说明该性状受1对基因控制，B错误； C、将纯种红色斑点母牛与纯种褐色斑点公牛杂交，F1是褐色公牛：红色母牛=1∶1，且F2中公牛与母牛均有3：1的分离比，说明F1公牛、母牛的相关基因型相同，均为杂合子，C正确； D、该基因位于常染色体上，反交实验结果应与上述结果相同，D正确。 故选B。 4．（2024·北京东城·二模）雌性家蚕的性染色体组成为ZW，研究人员使用X射线获得了甲、乙两只雌性突变体，均发生了Z染色体的片段缺失。利用Z染色体上不同区域对应引物进行PCR，部分结果如下图。下列说法错误的是（    ） A．在该实验中X射线用于提高突变率 B．甲与野生型杂交后代中雌性均为野生型 C．乙比甲缺失了更多的Z染色体片段 D．可利用该方法对相关基因进行定位 【答案】C 【分析】1、基因位于性染色体上，所以遗传上总是和性别相关联，这种现象叫做伴性遗传。 2、染色体变异包括染色体结构变异(重复、 缺失、易位、倒位)和染色体数目变异。 【详解】A、X射线属于物理因素，可诱发变异，在该实验中X射线用于提高突变率，A正确； B、甲是Z染色体上发生了片段缺失，野生型家蚕的两条Z染色体都是正常的，因此甲与野生型杂交后代中雌性含有一条正常的Z染色体和一条缺失片段的Z染色体，表现为野生型，B正确； C、根据图示，区域Ⅰ和Ⅲ中突变乙含有和野生型相同的片段，而突变甲不含相应的片段，区域Ⅱ中突变甲和乙都不含相应片段，因此甲比乙缺失了更多的Z染色体片段，C错误； D、缺失的Z染色体片段会导致相应基因缺失，从而使雌蚕发生表型上相应变化，因此可利用该方法对相关基因进行定位，D正确。 故选C。 5．（2024·北京西城·二模）下列关于生物学实验中科学方法和技术的应用，叙述错误的是（    ） A．孟德尔在研究遗传规律时运用了假说-演绎法 B．“细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法 C．探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法 D．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验使用了物质分离鉴定技术 【答案】D 【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论。 2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】A、孟德尔在研究豌豆杂交实验时，运用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论，A正确； B、“细胞学说”的建立基于科学观察和归纳概括的方法，主要用到了不完全归纳法，B正确； C、探索光合作用的原理时科学家运用了同位素示踪的方法，主要用了18O等标记，C正确； D、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明S型细菌中存在转化因子，但并未用到物质分离鉴定技术，D错误。 故选D。 6．（2024·北京西城·二模）下列关于探究实践活动叙述错误的是（    ） A．性状分离比模拟实验中同一小桶中的两种彩球数量可以不等 B．模拟生物体维持pH稳定的实验中自来水和缓冲液作为对照 C．探究光强对光合作用的影响时利用光源与植物的距离来调节光强 D．设计制作生态缸观察其稳定性的实验过程中需要保证适宜的光照 【答案】A 【分析】性状分离比的模拟实验中，两个小桶模拟雌雄生殖器官，体积可不同，但每个小桶中两种彩球的数量相同。 【详解】A、性状分离比的模拟实验中，两个小桶模拟雌雄生殖器官，体积可不同，但每个小桶中两种彩球的数量相同，因为每个小桶中的两种彩球分别代表的是两种雌配子和两种雄配子，但两种雌配子的数量是相同的，两种雌配子的数量也是相同的，A错误； B、血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质，也叫缓冲对，其作用是使血液的酸碱度不会发生很大的变化，从而维持在相对稳定的状态。在模拟生物体维持pH稳定的实验中通常用自来水和缓冲液作为对照，B正确； C、探究光强对光合作用的影响时可以通过改变光源与植物的距离来调节光强，C正确； D、设计制作生态缸观察其稳定性的实验过程中需要保证适宜的光照，D正确。 故选A。 7．（2024·北京丰台·二模）鱼类的肌间刺多影响食用体验。r基因是肌间刺形成的关键基因。研究者利用基因组编辑技术对r基因进行编辑，构建了武昌鱼突变体F0代。检测其中54尾发现有6尾出现肌间刺缺失，缺失根数在7~43之间。将这6尾鱼互交得F1代，从5000尾F1中分离得到完全无肌间刺的鱼316尾继续互交。下列说法不正确的是（　　） A．进行基因组编辑的受体细胞是受精卵 B．相对F1代，F2代肌间刺缺失的个体比例上升 C．人工选择使突变的r基因频率不断升高 D．基因组编辑使武昌鱼发生了基因重组 【答案】D 【分析】基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或替换，这会导致基因结构的改变，进而产生新基因。基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括两种类型： ①自由组合型：减数第一次分裂后期，随着非同源染色体自由组合，非同源染色体上的非等位基因也自由组合。 ②交叉互换型：减数第一次分裂前期（四分体），基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组。 【详解】A、根据题意，利用基因组编辑技术对r基因进行编辑，构建了武昌鱼突变体F0代，因此基因组编辑的受体细胞应该是受精卵， A 正确； B、54尾鱼中6尾鱼中出现肌间刺缺失，缺失根数在7~43之间，相互交配产生的F1中5000尾鱼出现了316尾完全无肌间刺，说明相对F0代，F1代肌间刺缺失的个体比例上升，如果继续将这316尾完全无肌间刺的鱼进行交配，可以推测F2中肌间刺缺失个体的比例上升，B 正确； C、根据选项B，在互交以后，人工选择使突变的 r 基因频率不断升高， C正确； D、基因组编辑使武昌鱼发生了基因突变， D错误。 故选D。 第二部分 效果验证 8．（2024·北京丰台·二模）β基因控制的矮小黄鸡具有单冠、胫短、胸宽等特点。为了研究矮小黄鸡的遗传特性，研究者利用正常黄羽鸡进行了正反交实验，结果如下表。下列说法正确的是（　　） 杂交组合 F1体重（g） F1胫长（cm） ♂ ♀ ♂ ♀ 正交 矮小黄鸡♂×正常黄羽♀ 1633 1050 6.78 4.96 反交 矮小黄鸡♀×正常黄羽♂ 1635 1530 6.76 6.13 A．β基因位于X染色体上 B．控制矮小性状的β基因为显性 C．正反交子代中雄性的基因型不同 D．β基因可以影响多个性状 【答案】D 【分析】由性染色体上的基因所控制性状的遗传上总是和性别相关，这种与性别相关联的性状遗传方式就称为伴性遗传。鸡的性别决定方式为ZW型。 【详解】A、由题意可知，正交和反交F1胫长不同，说明控制胫长的基因位于性染色体上，而鸡的性别决定方式为ZW型，所以β基因位于Z染色体上，A错误； B、由反交实验可以看出，控制矮小性状的β基因为隐性，B错误； C、正反交子代中雄性的基因型均为杂合子，基因型相同，C错误； D、由题意“β基因控制的矮小黄鸡具有单冠、胫短、胸宽等特点”可知，β基因可以影响多个性状，D正确。 故选D。 9．（2024·北京密云·模拟预测）两种柳穿鱼植株杂交，F1均开两侧对称花，F1自交产生的F2中开两侧对称花34株，开辐射对称花的5株。进一步研究发现，两种柳穿鱼植株的Leyc基因碱基序列相同，只是在开两侧对称花植株中表达，在开辐射对称花植株中不表达，二者Lcyc基因的甲基化情况如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．控制两侧对称和辐射对称花的基因所含遗传信息不同 B．F2表型比说明柳穿鱼花型的遗传遵循基因的分离定律 C．控制辐射对称花的Lcyc基因的甲基化程度相对较高 D．推测甲基化的程度与Lcyc基因的表达程度成正相关 【答案】C 【分析】表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 【详解】A、根据题干信息：进一步研究发现，两种柳穿鱼的Lcyc基因序列相同，但表达情况不同，控制两侧对称与辐射对称的基因所含遗传信息相同，A错误； B、所得F2植株数较少，且性状比不是1：3，所以F2性状分离比不能说明花型遗传遵循基因的分离定律，B错误； C、根据图可知，控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，C正确； D、控制辐射对称的Lcyc基因的甲基化程度相对较高，两侧对称花植株Lcyc基因表达而辐射对称花植株不表达推测甲基化程度与Lcyc基因的表达程度成负相关，D错误。 故选C。 二、非选择题 10．（2024·北京东城·二模）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 (1)用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数 的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有 的特点。 (2)突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3∶1，说明该性状的遗传遵循基因 定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于 附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 (3)由tal建立稳定品系t，检测发现籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案 。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请选择其中一个阶段，预期检测结果并从中选出应保留的植株。 ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是 。 【答案】(1) 增多 不定向性 (2) 分离 M83 (3) 阶段1：检测结果出现红色和绿色荧光，保留出现绿色荧光信号的植株。阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光，保留出现蓝色荧光信号的植株 在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程 【分析】基因突变： ⑴概念：是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变叫基因突变； ⑵特点： ①普遍性：生物界中普遍存在； ②随机性：生物个体发育的任何时期和任何部位都有可能发生； ③低频性：突变频率很低； ④有害性：一般是有害的，少数是有利的； ⑤不定向性：可以产生一个以上的等位基因。 【详解】（1）由题意可知，通常糊粉层为单层活细胞，选育糊粉层加厚的品种是活细胞且细胞层数增多了，因此要选择的糊粉层加厚的种子应为显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数增多的种子；将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体tal、ta2等，这说明基因突变具有不定向性的特点； （2）突变体tal与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1，说明该性状的遗传遵循基因分离定律；根据图2推测突变基因最可能位于发生重组个体数较少的区域附近，即M83附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因； （3）①要通过图3的育种方案（杂交育种），首先是选择亲本杂交获得F1，让F1代与品系N回交获得F2，让F2代自交得到植株2，对植株2进行品质检测，最终挑选出稳定遗传的高营养新品种，育种方案如图所示： ； ②图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，阶段1：检测结果出现红色和绿色荧光，保留出现绿色荧光信号的植株；阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光，保留出现蓝色荧光信号的植株； ③将KASP技术应用于图3育种过程，优点是在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程。 第三部分 强化提升 11．（2024·北京海淀·二模）雄性不育植株可简化育种流程，是杂交育种的重要材料。研究发现利用油菜纯合的雄性不育植株甲做母本与野生型杂交，后代均可育，但总会出现部分白化幼苗长到成体死亡。为研究相关机制，提高育种效率，科研人员进行了相关实验。 (1)植株甲中存在雄性不育基因A'，导致雄蕊不能发育。实验发现甲与油菜品系丙杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1与甲、丙杂交得到的F1杂交，发现子代中雄性可育幼苗占比为 ，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。 (2)为研究A'、B基因与白化性状的关系，科研人员进行如下实验。 ①从油菜中分离A'、B基因，将A'基因导入拟南芥（拟南芥不含与A'、B同源的基因），筛选得到至少插入一个外源基因的转基因植株TA群体。将B基因转入拟南芥，经筛选获得纯合子TB．设计杂交实验，检测存活F1的基因组成，杂交组合及结果如下表。 组号 杂交组合 存活的F1 成体总数 含A'成体数 不含A'成体数 一 ♀TA群体×♂野生型 630 95 535 二 ♀TA群体×♂TB 607 415 192 据实验结果推测，A'基因引起部分子代死亡，B基因可抑制A'基因的作用，依据是 。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2的原因 。 ②植物中核蛋白N与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N形成复合体。科研人员推测，基因B通过抑制A'基因的表达而解除A'对N的影响。为证明该推测，请完成下列实验设计。 实验材料 操作 观察指标 野生型拟南芥 导入A'基因 叶绿体发育情况 I II Ⅲ IV a、导入A'基因  b、导入B基因  c、导入A'、B基因d、野生型拟南芥  e、N缺失突变拟南芥 I~IV应依次填写 （填写选项前字母） (3)现有两个具有某优良性状的品系1和2.科研人员利用甲和丙进行杂交实验，获得兼具品系1、2优良性状的杂种株，同时避免后代白化。请完善下列育种流程。 步骤一： 。 步骤二：品系2×丙→所得子代经PCR鉴定，选择有B基因的F1×品系2→…→获得B基因纯合兼具品系2遗传背景的植株。 步骤三： 。 【答案】(1)7/8 (2) 第一组F1含有A’的成体数小于不含A’基因的成体数，第二组中含有A’的成体数比例高于第一组 TA群体中存在插入多个A’基因的个体，产生含有A’的配子比例大于1/2 c、e、a、c (3) 品系I（♂）×甲（♀）→所得F1自交，选择F2中雄性不育个体作母本与品系I→…→获得具有品系Ⅰ优良性状的雄性不育株 将步骤一所得植株作母本和步骤二所得植株作父本杂交获得子代。 【分析】自由组合定律: 控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的; 在形成配子时,决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离,决定不同性状的遗传因子自由组合。 【详解】（1）植株甲中存在雄性不育基因A'，甲的基因型可表示为A'A'bb。实验发现甲与油菜品系丙（AABB）杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1(A'Abb)与甲、丙杂交得到的F1(A'ABb)杂交，发现子代中雄性不育且白化幼苗所占的比例为1/4×1/2=1/8，则雄性可育幼苗占比7/8，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。 （2）①实验结果显示，杂交组合一产生的F1中，含有A'基因的个体只有95个个体存活，而不含A'基因的个体有535个个体存活，此时含A'基因的成活率约为1/6，说明A'基因的存在导致成活率下降，同时杂交组合二中，含有A'基因同时含有基因B的个体数目为415，而含有A'基因不含B基因的个体数目为192，说明B基因可抑制A'基因的作用。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2的原因可能是TA群体中存在插入多个A’基因的个体，产生含有A’的配子比例大于1/2。 ②植物中核蛋白N与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N形成复合体。本实验的目的是验证基因B通过抑制A'基因的表达而解除A'对N的影响，因此实验的自变量为导入基因的种类，因变量是叶绿体的发育情况，因此实验表格中依次导入的基因应该为Ⅰ、c导入A'、B基因；Ⅱ中的材料为N缺失突变拟南芥；Ⅲ、a导入A'基因；Ⅳ、 c、导入A'、B基因。 （3）现有两个具有某优良性状的品系1和2.科研人员利用甲和丙进行杂交实验，获得兼具品系1、2优良性状的杂种株，同时避免后代白化，由于需要将两个品种的优良性状集中到一个个体上，因而需要通过杂交育种实现。则相关的育种流程如下。 步骤一：甲表现为雄性不育，因而在杂交育种的过程中只能作为母本，因此选择品系I（♂）×甲（♀）→所得F1自交，选择F2中雄性不育个体作母本与品系I进行连续回交，进而获得具有品系Ⅰ优良性状的雄性不育株。 步骤二：品系2×丙→所得子代经PCR鉴定，选择有B基因的F1×品系2进行多次回交，获得B基因纯合兼具品系2遗传背景的植株。 步骤三：将步骤一所得植株（雄性不育）作母本和步骤二所得植株作父本杂交获得子代，即为目标类型。 12．（2024·北京丰台·二模）研究者在秦岭地区发现了棕色大熊猫。 (1)研究者研究了三个大熊猫家系，如图1所示（Qizai和Dandan为棕色），据此推测大熊猫棕色的遗传方式最可能是由 （常/X）染色体上的 基因控制。 (2)为进一步研究熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结果如图2。据图分析，大熊猫毛色差异的原因是 。 (3)研究者发现B基因的外显子1发生的25个碱基对的缺失可能与毛色变异有关。B基因相应的mRNA序列见图3。 据图分析，25个碱基对的缺失导致毛色变异的可能原因是 。 (4)黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，图4显示淀粉样蛋白的生成过程。为进一步研究B基因影响熊猫毛色的机理，研究者设计了下列实验： ①向黑色素瘤细胞中导入一小段RNA，干扰B基因的 过程导致细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 ②通过蛋白质电泳与抗原—抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图5.B蛋白在PMEL上的作用位点是 （a/b/c/d），做出此判断的依据是 。 (5)综合以上研究概述B基因突变影响熊猫毛色的机理 。 【答案】(1) 常 隐性 (2)细胞中黑色素体的数量和大小不同 (3)终止密码子提前出现，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，无法执行相应功能 (4) 翻译 d B基因表达下降导致Mβ含量明显上升，而CTF含量明显下降 (5)B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色 【分析】1、系谱图中遗传方式的判断方法：若雄性个体均患病，则是伴Y遗传。排除了伴Y遗传，再判断致病基因的显隐性，“无中生有”（父母没该病，孩子患了该病）为隐性，隐性就看女患者，若其父亲和儿子皆病，则可能是伴X隐性遗传，若其父亲或儿子无病，则一定是常染色体隐性遗传；“有中生无”（父母都有该病，孩子没有该病）为显性，显性就看男患者，其母亲和女儿皆病，可能是伴X显性遗传病，若其母亲或女儿无病，一定为常染色体显性遗传病。推断可能性时，若连续遗传，可能是显性遗传病。看遗传方式，假设患者男女比例相当，可能是常染色体遗传，假设患者男多于女或女多于男，可能是伴性遗传。 2、电泳法利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现各种分子的分离。 【详解】（1）研究者研究了三个大熊猫家系，图中Qizai和Dandan为棕色，根据相对性状的个体杂交后代没有出现棕色，因此可判断棕色为隐性，棕色Dandan生出的雄性个体表现为黑色，因而可判断大熊猫棕色的遗传方式最可能是由常染色体上的隐性基因控制。 （2）为进一步研究熊猫毛色的差异，对黑色和棕色毛发进行了显微观察，结合图2结果可以看出，大熊猫毛色差异的原因是细胞中黑色素体的数量和大小不同，之所以表现为棕色是由于其细胞中黑色素体的大小和数量偏小导致的。 （3）由于B基因的外显子1发生了25个碱基对的缺失因而导致B基因相应的mRNA序列发生改变，由于缺失的25个碱基对不是3的整数倍，因而对B基因控制合成的蛋白质影响较大，进而表现为mRNA中终止密码子提前出现，无法合成具有特定空间结构的蛋白质，进而无法执行相应功能。 （4）①向黑色素瘤细胞中导入一小段RNA，会由于碱基互补配对干扰B基因的翻译过程，进而使得细胞内B蛋白含量仅为正常细胞的25%。 ②通过蛋白质电泳与抗原—抗体杂交技术检测PMEL切割后的片段，部分结果如图5，结果显示，B基因表达下降导致Mβ含量明显上升，而CTF含量明显下降，据此结果可说明B蛋白在PMEL上的作用位点是d。 （5）题中显示，黑色素主要沉积在淀粉样蛋白上，B蛋白的作用可能与PMEL水解生成淀粉样蛋白有关，而B基因突变无法合成具有活性的B蛋白，无法对PMEL进行剪切，使得淀粉样蛋白含量下降，影响黑色素的沉积减少了黑色素体的形成，进而影响了毛色，因而表现为黑色素体变小，且数量变少，因而表现为棕色。 13．（2024·北京昌平·二模）花烟草是一种花色丰富、花期长的园林景观植物，花冠颜色受叶绿素和花青素共同影响（如下图）。G基因使叶绿素在花冠中积累，g基因则叶绿素无法在花冠中积累。R基因使花青素呈红色，r基因使花青素呈紫色。I基因使花青素正常积累，i基因阻止花青素积累。G/g、R/r、I/i基因均独立遗传。 (1)研究者获得4株不同花色的花烟草植株，开展如下杂交实验。 组别 亲本组合（A区颜色） F1株数 F1花色及株数 红色（A区） 绿色（B区） 白色（A区） 1 绿色×白色 45 0 21 24 2 绿色×红色 45 45 33 0 3 绿色×紫色 44 26 22 10 ①第2组F1绿色与非绿色植株之比接近 ，说明两个亲本均有G基因。 ②第3组F1有少量紫花植株出现，受环境因素（酸性）影响，另有一部分紫花变成红色。根据实验结果推测，第3组亲本绿色植株和紫色植株的基因型分别为 。 (2)为培育花色鲜艳的个体，掩盖花冠A区的绿色性状，可转入花青素合成酶基因进行改良。 ①用剪切结果产生两种不同黏性末端的限制酶，同时处理含有目的基因的DNA和质粒，这种双酶切的优势在于避免 ，确保目的基因与载体在DNA连接酶的作用下可以正确重组。 ②提取转基因花烟草花冠细胞中的蛋白质，运用 技术，以确定目的基因是否正常表达。 (3)种植环境会影响花青素的积累量，积累量少时花冠A区会被绿色掩盖。某公园需要大面积使用花青素积累量少的浅红色花烟草布置景观，以（1）中4个亲本为材料，你的解决方案是 。 【答案】(1) 3∶1 iiRrGg、lirrgg (2) 目的基因50%反接或质粒自身连接 抗原一抗体杂交 (3)方案1：将红色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠B区绿色个体，种 植于适合的环境中 方案2：将紫色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠A区白色个体，种植于适合的环境中 【分析】分析题文描述可知：G/g、R/r、I/i基因均独立遗传，说明它们的遗传遵循基因的自由组合定律。 【详解】（1）①已知：G基因使叶绿素在花冠中积累，g基因则叶绿素无法在花冠中积累。R基因使花青素呈红色，r基因使花青素呈紫色。I基因使花青素正常积累，i基因阻止花青素积累，A区花青素含量多时绿色会被掩盖。在第2组中，A区绿色与红色的亲本杂交，F1中红色（A区）∶绿色（B区）≈4∶3，说明A区绿色与红色的亲本的基因型分别为iiRRGg、IIRRGg，进而推知绿色与非绿色植株之比接近3∶1，说明两个亲本均有G基因。 ②在第3组中，绿色（A区：ii_ _G_）与紫色（A区：I_rrgg）的亲本杂交，F1中红色（A区：I_R_ _ _）∶绿色（B区：ii_ rGg）∶白色（A区: ii_ _gg）≈2∶2∶1，据此可推测，第3组亲本绿色植株和紫色植株的基因型分别为iiRrGg、Iirrgg。 （2）①限制酶能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。在构建基因表达载体时，用剪切结果产生两种不同黏性末端的两种限制酶同时处理含有目的基因的DNA和质粒，其优势在于：避免目的基因50%反接或质粒自身连接，使目的基因定向连接到质粒上，确保目的基因与载体在DNA连接酶的作用下可以正确重组。 ②提取转基因花烟草花冠细胞中的蛋白质，以确定目的基因是否正常表达，即检测目的基因是否翻译成蛋白质，可以运用抗原一抗体杂交技术。 （3）由题意可知：种植环境会影响花青素的积累量，积累量少时花冠A区会被绿色掩盖，而A区为紫色与红色的个体可能含有G基因，因此欲培育花青素积累量少的浅红色花烟草，可以将红色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠B区绿色个体，种植于适合的环境中；也可以将紫色植株连续自交多代，每一代淘汰花冠A区白色个体，种植于适合的环境中。 14．（2024·北京朝阳·二模）栽培水稻（二倍体）主要有亚洲栽培稻和非洲栽培稻两种类型，二者育性均正常，杂交可以产生具有杂种优势的后代，但远缘杂交带来的杂种不育现象，严重限制了杂种优势的利用。研究人员对杂种不育的相关基因进行了研究。 (1)亚洲栽培稻与非洲栽培稻进行杂交，得F1，F1自交得F2，观察每一代植株的花粉育性。亲本花粉育性正常，F1花粉一半不育，F2植株花粉可育与一半不育之比为1：1。请写出F1产生的雌配子种类数及比例 。 (2)研究发现非洲栽培稻与花粉育性相关的基因G。 ①将非洲栽培稻的一个G基因敲除（基因型记为Gg）并自交，后代中GG、Gg、gg的个体数之比为107：123：16。以上结果可知，Gg个体产生的不含 基因的花粉育性极低（不育）。 ②Gg做母本与亚洲栽培稻杂交，F1的基因型有 种。 ③观察发现gg个体花粉全可育。综合以上信息可知在花粉半不育性状产生中，G基因的作用是 。 (3)Gg细胞中转入一个G基因，整合至染色体上，获得的转基因个体花粉育性有大幅度提高，则G基因被转入的位置及花粉可育的占比是：位置一及占比 ；位置二及占比 。 【答案】(1)两种、1：1 (2) G 两 杀死不含G基因的雄配子（保护含G基因的花粉） (3) 被转入到原G基因的非同源染色体上，3/4 被转入g基因所在染色体上，1（或比例介于0.75~1之间） 【分析】由题意可知，亚洲栽培稻和非洲栽培稻杂种花粉育性降低，研究者试图通过基因敲除的方法研究育性降低的原因。 【详解】（1）经统计，F2植株花粉育性的表现型及比例为可育：一半不育=1:1，可育与不可育为由与一对基因控制，F1产生的雌配子种类数为两种，比例为1：1。 （2）①将非洲栽培稻的一个G基因敲除（基因型记为Gg）并自交，后代中GG、Gg、gg的个体数之比为107：123：16。Gg个体产生的不含G基因的花粉育性极低（不育）。 ②Gg做母本与亚洲栽培稻杂交，F1的基因型有GG、Gg，共2种。 ③观察发现gg个体花粉全可育，综合以上信息可知在花粉半不育性状产生中，G基因的作用是杀死不含G基因的雄配子（保护含G基因的花粉）。 （3）G基因被转入的位置及花粉可育的占比是：位置一被转入到原G基因的非同源染色体上，占比为3/4，位置二被转入g基因所在染色体上，占比为1。 15．（2024·北京西城·二模）科研人员获得了携带两种抗稻瘟病的抗性基因Pib和Pikm的水稻品系——川抗30，以及携带螟虫抗性基因CrylC的水稻品系——昌恢。为获得同时携带抗螟虫基因和两种抗稻瘟病基因的改良株系，开展了相关研究。 (1)水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对 。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，F1表现为稻瘟病抗性，F1与野生型杂交，子代性状及分离比为 ，证明Pib和Pikm位于非同源染色体上。 (2)吕恢品系水稻在品质和产量上明显优于川抗30，科研人员结合分子标记技术筛选目标基因进行杂交育种，以获得改良优质水稻。请写出制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病）水稻的杂交育种技术路线（总体思路） 。 (3)研究者利用PCR技术检测改良优质水稻中是否含有Pib基因。 ①下表为利用PCR进行检测的反应体系的配方，请将表格补充完整。 PCR反应体系 组分 总体积/10μL 10倍浓缩的扩增缓冲液 1μL i 1.5μL 4种脱氧核苷酸等量混合液（2.5mmol·L-1） 0.5μL 引物I/II（5.0μmol·L-1） 1/1μL Taq DNA聚合酶 0．20μL H2O ii ②图为Pib基因的部分序列。 5'—…AATGCCC…ATGTGGA…—3' 3'—…TTACGGG…TACACCT…—5' 根据图，选择 作为引物对Pib基因进行扩增。 A．5'—…AATGCCC…—3'    B．5'—…TCCACAT…—3' C．5'—…TTACGGG…—3'    D．5'—…ATGTGGA…—3' 研究者最终确定改良优质水稻具备了相关抗性基因，成功培育出优质、高产的双抗水稻。 (4)检测发现本研究获得的优质双抗水稻的部分性状与昌恢品系相比出现株高上升、千粒重下降的现象，但是利用基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系，其他性状未发生改变，原因可能是 。请从育种的角度对这两种技术进行评价。 【答案】(1) 相对性状 稻瘟病抗性：敏感=3：1 (2)川抗30与昌恢杂交获得F1，F1与昌恢回交获得F2，利用分子标记技术筛选含有Pib和Pikm2基因的植株继续回交昌恢，重复筛选和回交步骤，将Fn所得植株自交，筛选Pib和Pikm2纯合的植株。 (3) 改良优质水稻的DNA 4.8μL A和B (4)与稻瘟病抗性基因在同一条染色体上的基因也被保留下来 杂交育种技术简单，但育种周期长；基因编辑技术育种周期短，可定向改变生物的性状，但是技术难度高，存在“脱靶”等潜在风险 【分析】基因工程的基本操作程序： 第一步：目的基因的获取； 第二步：基因表达载体的构建（核心） 1、目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2、组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1、转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2、常用的转化方法：将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是显微注射技术，方法的受体细胞多是受精卵。 第四步：目的基因的检测和表达将目的基因导入细菌：感受态细胞法：用Ca2+处理细胞使其成为感受态细胞，再将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。1、首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因。2、其次还要检测目的基因是否转录出mRNA。3、最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是采用抗原—抗体杂交技术。 【详解】（1）水稻的稻瘟病抗性与敏感为一对相对性状，同一性状的不同表现形式。假设两种抗性基因Pib和Pikm，分别用A，a和B、b表示，位于非同源染色体上，符合自由组合定律。利用川抗30品系与野生型稻瘟病敏感水稻杂交，F1表现为稻瘟病抗性，说明抗性基因是由显性基因控制A、B控制的，F1的基因型为AaBb，与野生型的基因型为aabb杂交，后代的基因型为AaBb，aaBb，Aabb，aabb，性状及分离比为稻瘟病抗性：敏感=3：1。 （2）制备优质、高产的纯合双抗（抗螟虫和抗稻瘟病），杂交育种的总体思路为：川抗30与昌恢杂交获得F1，F1与昌恢回交获得F2，利用分子标记技术筛选含有Pib和Pikm2基因的植株继续回交昌恢，重复筛选和回交步骤，将Fn所得植株自交，筛选Pib和Pikm2纯合的植株。 （3）①PCR进行检测的反应体系的配方缺少目的基因，因此i改良优质水稻的DNA，反应体系总体积10μL-1-1.5-0.5-1-1-0.2=4.8μL，因此水ii为4.84.8μL。 ②根据已知Pib基因的部分序列以及双链DNA分子的结构特点（反向平行），再结合DNA复制（PCR中）的特点，即子链合成的方向是从5′到3′，应选择引A和B物进行PCR扩增，故选A和B。 （4）基因定点编辑技术获得的纯合抗性突变株系与稻瘟病抗性基因在同一条染色体上的基因也被保留下来,因此其他性状未发生改变。杂交育种和基因编辑技术育种都有优缺点，杂交育种技术简单，但育种周期长；基因编辑技术育种周期短，可定向改变生物的性状，但是技术难度高，存在“脱靶”等潜在风险。 16．（2024·北京密云·模拟预测）黄瓜瓜把口感差，瓜把的长度是影响黄瓜品质和商业性的重要性状之一。 (1)科研人员将长瓜把品系（6.5cm）与短瓜把品系（2.0cm）杂交，F1瓜把长度约4.6cm，F1自交，得到158株F2瓜把长度分布如图1。 由结果推测黄瓜瓜把长度受 （一对/多对） 基因控制。 (2)SSR是DNA中普遍存在的简单重复序列。不同品系、不同染色体DNA的SSR互不相同，因此可作为分子标记进行基因定位。研究者构建了仅在一对基因上存在差异的瓜把长度为5cm（含SSR1标记）和4cm（含SSR2标记）的两个亲本，杂交后再自交，F2中瓜把长度5cm个体占3/4，4cm个体占1/4。测定F2植株的SSR组成，请从下表中选择一种实验结果与对应推论的正确组合有 。 实验结果 推论 I 5cm瓜把和4cm瓜把植株的SSR组成均为SSR1/SSR1:SSR1/SSR2:SSR2/SSR2=1:2:1 Ⅱ 4cm瓜把植株仅具有SSR2标记 Ⅲ 5cm瓜把植株仅有2/3具有SSR2标记 IV 4cm瓜把植株中的SSR1:SSR2=1:1 ①该瓜把长度基因与该SSR标记位于同源染色体 ②该瓜把长度基因与该SSR标记位于非同源染色体 (3)通过上述定位方法，科研人员找到了与瓜把长度相关的A基因、B基因，并进一步研究。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除A基因后，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推测A基因的表达产物能 瓜把细胞增殖。检测发现，敲除A基因的突变体植株中基因B的转录水平显著降低，敲除B基因的突变体植株瓜把长度显著降低，推测A通过增强B基因的表达进而影响瓜把长度。请从①~⑤选择合适的基因与黄瓜植株，进行转基因实验，为上述推测提供一个新的证据。简述实验设计方案、检测指标并预期实验结果 。 ①A基因②B基因③野生型植株④A基因突变体植株⑤B基因突变体植株 (4)进一步研究发现，D蛋白可与A 蛋白结合，抑制后者与B基因的启动子结合，相关调控途径如图2所示。 D基因突变体与A基因突变体杂交，F2中野生型、D突变体、A突变体、D和A突变体4种表型的瓜把长度大小关系为 。 (5)目前市场占有率最大的国产“油亮密刺黄瓜”，是科研人员通过单倍体育种培育出来的，单倍体育种依据的生物学原理和优势分别是 。 【答案】(1)多对 (2)Ⅰ和②；Ⅱ和①；Ⅲ和① (3) 促进 方案:①④（或⑤）③：开始时A、B基因突变体瓜把长度显著短于野生型植株，随后把A基因导入A基因突变体后，其植株瓜把长度增加，检测植株中B基因转录水平升高（显著高于B突变体），与野生型相似 (4)D突变体>野生型>A突变体=D和A突变体 (5)染色体数目变异、快速获得纯合子，明显缩短育种年限 【分析】两个亲本杂交，子二代出现多种表现型，则该性状受多对等位基因控制。瓜把长度为5cm（含 SSR1标记）和 4cm（含SSR2标记）的两个亲本杂交，子二代和亲本类型一样，比例为3:1，初步判断长度性状受一对等位基因控制，SSR序列基因可能和长度性状基因独立遗传，也可能位于一对同源染色体上。 【详解】（1）双亲杂交，子一代表型不同双亲，子二代出现了多种性状，则长度性状不是受一对等位基因控制，而是多对基因的控制。 （2）瓜把长度为5cm（含 SSR1标记）和 4cm（含SSR2标记）的两个亲本杂交，子二代和亲本类型一样，比例为3:1，初步判断长度性状受一对等位基因控制，SSR序列基因可能和长度性状基因独立遗传，也可能位于一对同源染色体上。若两性状独立遗传，则可以用乘法原理分开分析，子二代长度比为3:1，SSR序列的分离比为SSR1/SSR1：SSR1/SSR2：SSR2/SSR2＝1:2:1；若二性状位于一对染色体上，考虑到双亲的SSR序列为瓜把长度为5cm（含 SSR1标记）和 4cm（含SSR2标记），则SSR1和控制5cm长度的基因位于一条染色体上，SSR2和控制4cm长度的基因位于一条染色体上，即Ⅰ和②、Ⅱ和①、Ⅲ和①。 （3）利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除A基因后，即没有基因A的表达产物，果实瓜把长度缩短，但瓜把细胞长度与野生型无显著差异，推测A基因的表达产物能促进瓜把细胞增殖。 推测认为A 通过增强B基因的表达（转录和翻译）进而影响瓜把长度，所以B基因必须存在且正常表达，结合转基因操作，通过A基因的有无来验证结论。具体过程为设置一野生型植株作为空白对照组，让A基因突变组和B基因突变组正常条件下生长，然后对A基因突变组转入A基因，继续观察植株瓜把长度以及检测植株中B基因转录水平，即实验设计方案、检测指标、预期实验结果为：方案:①④（或⑤）③：开始时A、B基因突变体瓜把长度显著短于野生型植株，随后把A基因导入A基因突变体后，其植株瓜把长度增加，检测植株中B基因转录水平升高（显著高于B突变体），与野生型相似。 （4）A蛋白增加瓜把长度，D蛋白抑制A蛋白的作用，所以D突变体的瓜把长度最长，A突变体和双突变体因为都没有A蛋白的作用，所以长度应该相等，野生型两种蛋白都有，考虑到D蛋白的抑制效应不确定，所以长度可能介于D蛋白突变体和其他突变体之间，即：D突变体>野生型>A突变体=D和A突变体。 （5）单倍体育种（先花药离体培养后染色体数目加倍）依据的生物学原理是染色体数目变异，优势是快速获得纯合子，明显缩短育种年限。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$