专题八 [重点突破] 第5练 基因工程与遗传定律-【步步高·考前三个月】2025年高考生物学复习讲义课件（鲁湘辽吉黑）（课件PPT+word教案）

[重点突破]　第5练　基因工程与遗传定律　[分值：100分] 1．(10分)(2021·山东，22)番茄是雌雄同花植物，可自花传粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和染色体互换。请回答下列问题： (1)(3分)基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占的比例为______。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为______，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为__________。 (2)(5分)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有____个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是____________________________________，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为______。 (3)(2分)若植株甲的体细胞中仅含一个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)1/6　MmRr　5/12　(2)0　M基因　必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因　1/2n(3)以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育植株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株) 解析　(1)基因型为 Mm 的植株自交，F1中 MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1 ，其中 MM、Mm 的植株表现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有1/3MM和2/3Mm能够自交，则F2 中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4＝1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比例为1∶1∶1∶1，则F1中有9种基因型，分别为：1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝1∶1∶1∶1，雄配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝2∶2∶1∶1，则 F2 中可育晚熟红果植株(基因型为M－Rr )所占比例为 1/4×3/6＋1/4×3/6＋1/4×2/6＋1/4×2/6＝10/24，即5/12。(2)已知细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含 H 基因的雄配子死亡。H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞，并获得转基因植株甲和乙，则 H 基因的可能位置有：插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上，植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交，在形成配子时喷施 NAM，则含 H 基因的雄配子死亡，F1 均表现为雄性不育mm，说明含有M基因的雄配子死亡，即有H 基因插入了M基因所在的染色体上。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，以上所得F1 均表现为雄性不育，说明F1 的体细胞中含有0个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因，则 H 基因插入了M基因所在的染色体上，即H与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。(3)若植株甲的体细胞中仅含一个 H 基因，且H 基因插入了M基因所在的染色体上，在不喷施 NAM 的情况下，以雄性不育植株mm为母本、植体甲HMm为父本进行杂交，雌配子种类为m，雄配子为HM、m，则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)。 2．(6分)(2024·河北，22节选)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合子植株的占比为__________。选择纯合子进行后续研究的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　1/4　纯合子自交后代不发生性状分离 解析　选择单一位点插入目的基因的植株(用RO表示)进行自交一代，根据分离定律，r2HN纯合子植株(RR)占1/4，无r2HN基因的纯合子植株(OO)占1/4，杂合子植株(RO)占1/2。由于纯合子植株遗传性状稳定，故选择r2HN纯合子植株进行后续研究。 3．(14分)(2021·北京，20)玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。 (1)(4分)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的______________定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为______________。 (2)(4分)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。________。 实验方案 预期结果 Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米 Ⅱ.转基因玉米×甲品系 Ⅲ.转基因玉米自交 Ⅳ.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1 ②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1 ③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1 ④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1 (3)(2分)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1)，使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为________________________________________________________________________。 (4)(4分)为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。 统计干瘪籽粒(F2)的数量，发现类型1最多、类型2较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)分离　2/3　(2)Ⅲ④(或Ⅱ③) (3)Aa　(4)基因A、a与M、m在一对同源染色体上(且距离近)，其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体(同源染色体)的非姐妹染色单体发生了互换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少 解析　(1)分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪＝3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A、a控制，则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA、2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株基因型为Aa，所占比例约为2/3。(2)分析题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为OOAa，野生型玉米的基因型为OOAA(O表示没有相关基因)，转基因甲品系玉米的基因型为AOAa，且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律，要证实该假设正确，可选择方案Ⅲ转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒(9A_A_、3A_aa、3OOA_)∶干瘪籽粒(1OOaa)≈15∶1；或选择方案Ⅱ转基因玉米AOAa×甲品系(OOAa)杂交，子代为③正常籽粒(3AOA_、1AOaa、3OOA_)∶干瘪籽粒(OOaa)≈7∶1。(3)已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA，使A基因功能丧失，甲品系(Aa)果穗上的正常籽粒(AA和Aa)发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带，则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。(4)用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P(基因型为AAmm)与基因型为MM的甲品系(基因型为AaMM)杂交得F1，基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上，则类型3的数量应该与类型1的数量同样多，而实际上类型3数量极少，原因可能是：由于基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近)，其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂过程中四分体(同源染色体)的非姐妹染色单体发生了互换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。 4．(每空2分，共18分)(2022·福建，12)7S球蛋白是大豆最主要的过敏原蛋白，三种大豆脂氧酶Lox­1,2,3是大豆产生腥臭味的原因。大豆食品深加工过程中需要去除7S球蛋白和三种脂氧酶。科研人员为获得7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失的大豆新品种，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得F1种子。F1植株自交得到F2种子。对F1种子和F2种子的7S球蛋白和脂氧酶进行蛋白质电泳检测，不同表型的电泳条带示意如图。 注：图中黑色条带为抗原－抗体杂交带，表示相应蛋白质的存在。M泳道条带为相应标准蛋白所在位置，F1种子泳道的条带待填写。 根据电泳检测的结果，对F2种子表型进行分类统计如表。 F2种子表型 粒数 7S球蛋白 野生型 124 7S球蛋白缺失型 377 脂氧酶 Lox­1,2,3 野生型 282 ① 94 ② 94 Lox­1,2,3全缺失型 31 回答下列问题： (1)7S球蛋白缺失型属于________(填“显性”或“隐性”)性状。 (2)表中①②的表型分别是________________、________________。脂氧酶 Lox­1,2,3分别由三对等位基因控制，在脂氧酶是否缺失的性状上，F2种子表型只有四种，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在图中画出F1种子表型的电泳条带。 (4)已知Lox基因和7S球蛋白基因独立遗传。图中第________泳道的种子表型为7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失型，这些种子在F2中的比例是________。利用这些种子选择并获得稳定遗传种子的方法是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)为提高大豆品质，利用基因工程方法提出一个消除野生型大豆7S球蛋白过敏原的设想。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)显性　(2)Lox­1,2缺失型　Lox­3缺失型　控制Lox­1,2的基因位于一对同源染色体上并且不发生互换，控制Lox­3的基因位于另一对同源染色体上　(3)如图所示 　(4)4　3/64　将这些种子长成的植株自交，对单株所得的所有种子进行蛋白质电泳检测，若某植株所有种子均不出现7S球蛋白条带，则该植株的种子能稳定遗传　(5)敲除7S球蛋白基因或导入7S球蛋白的反义基因，使7S球蛋白不能合成 解析　(1)由题意可知，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得F1种子，F1植株自交得到F2种子，由表中数据可知，F2种子中7S球蛋白缺失型与野生型的比例为3∶1，可知7S球蛋白缺失型为显性性状。(2)表中①②的表型需结合杂交过程、表格中性状分离比及电泳条带分析，据电泳条带示意图可知，一共有四种类型：F2种子中泳道3和6表现为野生型，泳道4和5表现为Lox­1,2,3全缺失型，泳道1和8表现为Lox­1,2缺失型，泳道2和7表现为Lox­3缺失型，Lox­1,2始终表现在一起，说明控制脂氧酶Lox­1,2的基因位于一条染色体上，故表中①的表型应为Lox­1,2缺失型，②的表型应为Lox­3缺失型；脂氧酶由三对等位基因控制，F2种子在脂氧酶的性状上表型只有四种，结合表中四种表型比例为9∶3∶3∶1，说明控制Lox­1,2的两对等位基因位于一对同源染色体上并且不发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，控制Lox­3的一对等位基因位于另一对同源染色体上。(3)根据题中的杂交育种过程分析，F1应为杂合子，表现出显性性状7S球蛋白缺失型及脂氧酶Lox­1,2,3野生型，电泳检测结果应为仅有Lox­1,2,3三条电泳条带，绘制电泳图见答案。(4)由电泳图可知，第4泳道没有电泳条带，说明其种子表型为7S球蛋白缺失型与Lox­1,2,3全缺失型；由表格数据可知，7S球蛋白缺失型占3/4，Lox­1,2,3全缺失型占1/16，结合(1)的结论，这些种子在F2中的比例是3/4×1/16＝3/64。(5)利用基因工程方法，消除野生型大豆7S球蛋白条带过敏原，以提高大豆品质，可从7S球蛋白基因不存在或不表达方向思考，如敲除7S球蛋白基因或导入7S球蛋白基因的反义基因。 5．(每空4分，共8分)(2023·北京，19节选)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。请回答下列问题： 科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点(如图)。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→________________→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为________条。 答案　用限制酶B处理　3 解析　突变基因上有一个限制酶B的酶切位点，故检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→用限制酶B处理→电泳。野生型的基因电泳结果有1条带，黄化叶的基因电泳结果有2条带，则F2中杂合子电泳条带数目应为3条。 1．(每空2分，共12分)(2024·岳阳高三期中)大豆为两性花作物，子叶颜色有深绿(RR)、浅绿(Rr)和黄色(rr)(幼苗期死亡)三种类型，部分大豆对花叶病具有抗性(由基因T、t控制)，控制这两对性状的基因位于两对同源染色体上。子叶深绿不抗病个体(♀)与子叶浅绿抗病个体(♂)杂交，F1表型及比例为子叶深绿抗病∶子叶浅绿抗病＝1∶1。回答下列问题： (1)将F1子叶浅绿抗病个体自交，F2成熟个体的表型及比例为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在亲代的一株母本植株(M)上收获的全为子叶深绿种子，这些子叶深绿种子是杂交产生的，还是母本去雄不彻底自交产生的？请设计实验进行探究。 实验思路：______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 预期结果并分析：_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死，转入抗草甘膦基因(A)会使大豆对这种除草剂产生抗性。若要用抗原—抗体杂交的方法检测转基因是否成功，做法为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 研究者选择上述F1浅绿抗病植株的体细胞进行了转基因操作，为探究转入的A基因(假如只在一条染色体的一个位点转入了A基因)与T/t及R/r所在染色体的位置关系，用子叶深绿不抗病非转基因大豆与转基因大豆杂交，________(填“能”或“不能”)达到探究目的(不考虑互换)。其中转入的A基因与R位于一条染色体上时的表型及比例为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝3∶1∶6∶2 (2)将M植株上所结的子叶深绿色种子种植，对得到的植株接种相应病原体，一段时间后观察植株的患病情况　若所有植株均患病，则被检测种子为母本去雄不彻底进行自交产生；若所有植株均抗病，则被检测种子是与子叶浅绿抗病个体杂交产生　(3)从转基因大豆中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交　能　子叶深绿抗除草剂∶子叶浅绿不抗除草剂＝1∶1(或子叶深绿抗除草剂抗病∶子叶深绿抗除草剂不抗病∶子叶浅绿不抗除草剂抗病∶子叶浅绿不抗除草剂不抗病＝1∶1∶1∶1) 解析　(1)不抗病和抗病后代全部抗病，所以抗病是显性。F1中子叶浅绿抗病植株的基因型为RrTt，其自交后代F2成熟个体的表型及比例为子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝3∶1∶6∶2。(2)在亲代的一株母本植株(M)上收获的全为子叶深绿种子，可能是子叶深绿不抗病个体(♀)与子叶浅绿抗病个体(♂)杂交所得，但也有可能是母本去雄不彻底进行自交产生。将M植株上所结的子叶深绿种子种植，对得到的植株接种相应病原体，一段时间后观察植株的患病情况。若所有植株均患病，则被检测种子为母本去雄不彻底自交产生；若所有植株均抗病，则被检测种子是与子叶浅绿抗病个体杂交所得。(3)若要用抗原—抗体杂交的方法检测转基因是否成功，做法是从转基因大豆中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。将A基因转入了基因型为RrTt的植株，转入后的基因型为RrTtA，当转入的A基因与R/r、T/t之一位于一条染色体上时，与子叶深绿不抗病非转基因大豆(RRtt)杂交，RrTtA形成的配子类型均为4种，子代表型比例均为1∶1∶1∶1；当A基因转入R或r或T或t所在染色体时，插入的位置不同，子代出现的四种类型不同。转入的A基因与R位于一条染色体上时，转基因大豆产生4种配子，非转基因大豆产生1种配子，子代表型及比例为子叶深绿抗除草剂抗病∶子叶深绿抗除草剂不抗病∶子叶浅绿不抗除草剂抗病∶子叶浅绿不抗除草剂不抗病＝1∶1∶1∶1。 2．(每空2分，共10分)(2024·枣庄高三模拟)水稻是世界上最重要的粮食作物。为提高水稻产量，科研人员通过突变育种的方式筛选出了单基因纯合突变体1～4四种品种。通过测序发现，突变体1为Os基因功能缺失突变体，该基因位于12号染色体上。请回答下列问题： (1)科研人员观察发现突变体1和突变体2水稻穗子显著大于野生型。分别将其与野生型水稻杂交，获得的F1的穗子________(填“大于”“等于”或“小于”)野生型，说明大穗为隐性性状。将突变体1与突变体2杂交，若____________，没有出现新的表型，说明两种突变体突变基因为同一位点的基因。 (2)研究表明，位于水稻6号染色体上的APO1基因与水稻穗子大小有关，突变体3为APO1基因功能缺失型隐性纯合突变体、穗子显著小于野生型；突变体4为APO1基因功能增强型显性纯合突变体，穗子显著大于野生型。研究人员将等量的APO1基因分别导入野生型和突变体1的植株中，测定细胞中APO1 mRNA的含量和APO1蛋白含量，结果如图。上述实验结果说明Os基因对APO1基因的________过程无影响，可能是通过促进________________，降低细胞中APO1含量。 注：Actin即“肌动蛋白”，在不同种类细胞中的表达量相对稳定，在该实验中作为参照指标。 (3)为了进一步确定Os基因与APO1基因是否相互作用，共同调控水稻穗子的大小，研究人员将突变体1和突变体3杂交后代F1自交，若子代性状及比例为野生型∶大穗∶小穗＝________，说明(2)中结论成立，Os基因与APO1基因共同影响穗子的大小。 答案　(1)等于　子代穗子大于野生型　(2)转录　APO1蛋白的降解　(3)9∶3∶4 解析　(1)将穗子显著大于野生型的突变体与野生型杂交，若F1穗子与野生型相等，说明野生型是显性性状，大穗为隐性性状；突变体1和2都是纯合子，且都为隐性性状，若将突变体1与突变体2杂交，子代穗子大于野生型，没有出现新的表型，说明两种突变体突变基因为同一位点的基因(等位基因)。(2)对比图中结果，野生型与突变体1的mRNA(和Actin)含量差不多，但是APO1蛋白含量只有突变体1的一半，可知Os基因对APO1基因的转录无影响，其可能是通过促进APO1蛋白的降解(或抑制翻译过程)，从而降低细胞中APO1含量。(3)结合题干信息可知，突变体1为Os基因功能缺失型隐性纯合突变体，突变体3为APO1基因功能缺失型隐性纯合突变体，故突变体1的基因型可表示为APO1APO1_ _，突变体3的基因型可表示为_ _OsOs，将突变体1和突变体3杂交，F1基因型为APO1_ Os_ ，让F1自交，子代性状分离比为野生型(9APO1_Os_)∶大穗(3APO1_ _ _)∶小穗(3_ _OsOs、1_ _ _ _)＝9∶3∶4，则说明Os基因与APO1基因在同一通路发挥作用，共同影响穗子的大小。 3．(10分)(2024·吉林高三一模)果蝇是遗传学研究中常用的材料。为研究其相关性状的遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题： (1)(3分)摩尔根和他的学生绘制出了果蝇各种基因在染色体上的相对位置，如图1为部分基因位置图，该图表明基因和染色体的位置关系是________________________。据图分析，摩尔根选用果蝇作为实验材料的优点是___________________________________________。 (2)(3分)野生型翅脉对网状翅脉为显性，受一对等位基因控制。网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇杂交，正反交结果都是野生型翅脉。据此推测该对基因位于常染色体上或__________________上。将正反交所得所有子代雌雄果蝇相互交配，所得后代的基因型有________种。 (3)(4分)GAL4/UAS是一种基因表达调控系统，GAL4蛋白是一类转录因子，它能结合UAS，并驱动UAS下游基因的表达。科研人员将一个GAL4基因插入雄果蝇的一条Ⅲ号染色体上；一个UAS－GFP(绿色荧光蛋白基因)随机插入到雌果蝇染色体组中一条染色体上，但无法表达，只有与插入GAL4基因的雄果蝇杂交得到的子一代中，绿色荧光蛋白基因才会表达(如图2所示)。某科研小组利用上述的一对转基因雌雄果蝇进行杂交得到F1，F1中绿色翅雌雄个体随机交配得到F2，杂交子代的表型及其比例如表。 F1 F2 绿色翅∶无色翅＝1∶3 绿色翅∶无色翅＝9∶7 仅根据杂交后代________分析，可判断UAS－GFP________(填“插入”或“未插入”)Ⅲ号染色体上。若UAS－GFP插入位置为X染色体，则F2中绿色翅雄蝇的比例是________。 答案　(1)基因在染色体上呈线性排列　具有易于区分的相对性状　(2)X、Y染色体同源区段　3种或7　(3)F2　未插入　3/16 解析　(2)野生型翅脉对网状翅脉为显性，受一对等位基因控制。网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇杂交，正反交结果都是野生型翅脉。据此推测该对基因位于常染色体上或X、Y染色体同源区段上。假设用A、a表示相关基因，若该等位基因位于常染色体上，正反交F1基因型均为Aa，将正反交所得所有子代雌雄果蝇相互交配，所得后代的基因型有AA、Aa、aa共3种；若该等位基因位于X、Y染色体的同源区段上，正反交F1基因型有XAXa、XaYA、XAYa，相互交配后，所得后代的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa共7种。(3)根据F2结果可知，F2的表型比为9∶7，为9∶3∶3∶1的变式，说明两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律，可确定这2种基因位于两对非同源染色体上，GAL4基因插入Ⅲ号染色体上，可判断UAS－GFP未插入Ⅲ号染色体上；假设相关基因用A/a、B/b表示，若UAS－GFP插入位置为X染色体，则亲本基因型为AaXbY、aaXBXb，F1中绿色翅的自由交配F2基因型及比例为AaXBY×AaXBXb→绿色翅雌性(A_XBX－)＝3/8，无色翅雌性(aaXBX－)＝1/8，绿色翅雄性(A_XBY)＝3/16，无色翅雄性(A_XbY、aaXBY、aaXbY)＝5/16。 4．(12分)(2024·辽宁教改联合体高三一模)普通小麦是两性植株，体细胞中染色体是成对存在的。条锈病由条锈菌引起，严重危害小麦生产，Yr5和Yr15基因都是有效的显性抗条锈病基因。回答下列问题： (1)(2分)Yr5基因和Yr15基因分别在斯卑尔脱小麦和野生二粒小麦中被发现，两种基因的根本区别是__________不同。将Yr5基因或Yr15基因导入普通小麦中，实现了物种间的__________(填变异类型)，提高了小麦的抗逆性。 (2)(3分)研究者将Yr15基因整合到普通小麦1B染色体的短臂上(如图甲)，获得抗条锈病小麦品系F。提取抗条锈病小麦的__________作为PCR的模板扩增Yr15基因，用凝胶电泳技术分离、鉴定扩增产物。利用上述方法不能区分纯合和杂合的抗条锈病小麦，因为________________________________________，两者电泳后DNA条带的数量和位置相同。 (3)(2分)研究者培育了不抗条锈病小麦品系T，其1B染色体的短臂(1BS)被黑麦1R染色体的短臂(1RS)取代，形成了B.R染色体(如图乙)，B.R染色体形成的原因是发生了染色体结构变异中的____________。品系T的其他染色体形态、功能与正常小麦相同。为检测小麦细胞中的B.R染色体，研究者根据该染色体__________中DNA片段的特殊核苷酸序列，设计了荧光标记的探针1RNOR，将该探针导入小麦的体细胞，根据观察到荧光点的数目可判断细胞中B.R染色体的数目。 注：B.R染色体可与1B染色体联会并正常分离，但1RS与1BS不能发生重组。 (4)(3分)以纯合的不抗条锈病小麦品系T、条锈菌、探针1RNOR及抗条锈病小麦品系F(含杂合子和纯合子)为材料，可快速获得大量纯合的抗条锈病小麦，方法如下：让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F1，__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)(2分)研究者将Yr5基因导入小麦品系T中，得到图丙所示植株，将该植株与杂合的小麦品系F杂交，让所有F1植株进行自交，用探针1RNOR对F2植株进行检测，若各种基因型的植株结籽率相同，F2植株中抗条锈病且含荧光点的植株占____________。 答案　(1)碱基排列顺序　基因重组　(2)DNA　两者都含Yr15基因，PCR扩增产物类型相同　(3)易位　黑麦1R染色体短臂　(4)用条锈菌淘汰F1中不抗条锈病的植株，让F1自交得F2，用探针1RNOR检测F2植株，细胞中没有荧光点的F2植株即为纯合抗条锈病小麦　(5)31/64 解析　(3)由题意及图乙可知，B.R染色体形成的原因是两条非同源染色体之间发生了易位。不抗条锈病小麦品系T，其1B染色体的短臂(1BS)被黑麦1R染色体的短臂(1RS)取代，形成了B.R染色体，欲检测小麦细胞中的B.R染色体，设计探针时应根据染色体黑麦1R染色体短臂中DNA片段的特殊核苷酸序列。(4)让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F1，由于小麦品系F中含有纯合子和杂合子，所以需用条锈菌淘汰F1中不抗条锈病的植株，让F1自交得F2，用探针1RNOR检测F2植株，细胞中没有荧光点的F2植株即为纯合抗条锈病小麦。(5)抗条锈病且含荧光点的植株既含有Yr5或Yr15基因，又含有B.R染色体，丙植株(B.RB.R2B2BYr5)与杂合的小麦品系F(B.R1BYr152B2B)杂交，所得F1的基因型有B.R1BYr152B2B，B.R1BYr152B2BYr5，B.RB.R2B2B，B.RB.R2B2BYr5，上述四种基因型各占1/4，各自自交后，既含有抗条锈病基因，又含有B.R染色体的植株所占比例为1/4×1/2＋1/4×(1×1/2＋1/4×3/4)＋1/4×3/4＝31/64。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题八　 [重点突破]　第5练 基因工程与遗传定律 真题演练 模拟预测 内容索引 1.(2021·山东，22)番茄是雌雄同花植物，可自花传粉也可异花受粉。M、m基因位于2号染色体上，基因型为mm的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为MM、Mm的植株表现为大花、可育。R、r基因位于5号染色体上，基因型为RR、Rr、rr的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的H基因控制某种酶的合成，导入H基因的转基因番茄植株中，H基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含H基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和染色体互换。请回答下列问题： 真题演练 PART ONE 1 2 3 4 5 (1)基因型为Mm的植株连续自交两代，F2中雄性不育植株所占的比例为______。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为_______，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则F2中可育晚熟红果植株所占比例为______。 1 2 3 4 5 1/6 MmRr 5/12 基因型为 Mm 的植株自交，F1中 MM∶Mm∶mm＝1∶2∶1 ，其中 MM、Mm 的植株表现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有1/3MM和2/3Mm能够自交，则F2 中雄性不育植株mm所占的比例为2/3×1/4＝1/6。雄性不育植株mm与野生型植株杂交所得可育(Mm)晚熟红果(Rr)杂交种的基因型为MmRr，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有MR、Mr、mR、mr，比例为1∶1∶1∶1， 1 2 3 4 5 则F1中有9种基因型，分别为：1MMRR、2MMRr、1MMrr、2MmRR、4MmRr、2Mmrr、1mmRR、2mmRr、1mmrr，雌配子种类及比例为：MR∶Mr∶mR∶mr＝1∶1∶1∶1，雄配子种类及比例为：MR∶Mr∶ mR∶mr＝2∶2∶1∶1，则 F2 中可育晚熟红果植株(基因型为M－Rr )所占比例为 1/4×3/6＋1/4×3/6＋1/4×2/6＋1/4×2/6＝10/24，即5/12。 1 2 3 4 5 (2)已知H基因在每条染色体上最多插入1个且不影响其他基因。将H基因导入基因型为Mm的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施NAM，F1均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含1个或多个H基因，则以上所得F1的体细胞中含有____个H基因。若植株甲的体细胞中仅含1个H基因，则H基因插入了________所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含n个H基因，则H基因在染色体上的分布必须满足的条件是_______________________________ _________________________________________，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含H基因的雄性不育植株所占比例为_____。 0 M基因 必须有1个H基因位于M所在染色 体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因 1/2n 1 2 3 4 5 已知细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中，H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺(NAM)后含 H 基因的雄配子死亡。H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞，并获得转基因植株甲和乙，则 H 基因的可能位置有：插入了M基因所在的染色体上、插入了m基因所在的染色体上、插入了2号染色体以外的染色体上，植株甲和乙分别与雄性不育植株mm杂交，在形成配子时喷施 NAM，则含 H 基因的雄配子死亡，F1 均表现为雄性不育mm，说明含有M基因的雄配子死亡，即有H 基因插入了M基因所在的染色体上。 1 2 3 4 5 若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，以上所得F1 均表现为雄性不育，说明F1 的体细胞中含有0个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1个 H 基因，则 H 基因插入了M基因所在的染色体上，即H与M基因连锁。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有1个H基因位于M所在染色体上，且2条同源染色体上不能同时存在H基因，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施NAM，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为1/2n。 1 2 3 4 5 (3)若植株甲的体细胞中仅含一个H基因，在不喷施NAM的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案：_________________________________________ ___________________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 以雄性不育植株为母本、植株甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株(或利用雄性不育植株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株) 若植株甲的体细胞中仅含一个 H 基因，且H 基因插入了M基因所在的染色体上，在不喷施 NAM 的情况下，以雄性不育植株mm为母本、植体甲HMm为父本进行杂交，雌配子种类为m，雄配子为HM、m，则子代中大花植株(基因型为HMm)即为与植株甲基因型相同的植株(或利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株)。 1 2 3 4 5 2.(2024·河北，22节选)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合子植株的占比为_____。选择纯合子进行后续研究的原因是______________________________。 1 2 3 4 5 1/4 纯合子自交后代不发生性状分离 1 2 3 4 5 选择单一位点插入目的基因的植株(用RO表示)进行自交一代，根据分离定律，r2HN纯合子植株(RR)占1/4，无r2HN基因的纯合子植株(OO)占1/4，杂合子植株(RO)占1/2。由于纯合子植株遗传性状稳定，故选择r2HN纯合子植株进行后续研究。 1 2 3 4 5 3.(2021·北京，20)玉米是我国重要的农作物，研究种子发育的机理对培育高产优质的玉米新品种具有重要作用。 (1)玉米果穗上的每一个籽粒都是受精后发育而来。我国科学家发现了甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4。籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的_____定律。上述果穗上的正常籽粒均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株所占比例约为_____。 分离 2/3 1 2 3 4 5 分析题干信息：“甲品系玉米，其自交后的果穗上出现严重干瘪且无发芽能力的籽粒，这种异常籽粒约占1/4”，即甲品系籽粒正常，其自交后代出现性状分离，且籽粒正常∶干瘪＝3∶1，可知籽粒正常和干瘪这一对相对性状的遗传遵循孟德尔的分离定律。假设籽粒正常和干瘪这一对相对性状由基因A、a控制，则甲品系基因型为Aa。上述果穗上的正常籽粒基因型为1/3AA、2/3Aa，均发育为植株，自交后，有些植株果穗上有约1/4干瘪籽粒，这些植株基因型为Aa，所占比例约为2/3。 1 2 3 4 5 (2)为阐明籽粒干瘪性状的遗传基础，研究者克隆出候选基因A/a。将A基因导入到甲品系中，获得了转入单个A基因的转基因玉米。假定转入的A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，请从下表中选择一种实验方案及对应的预期结果以证实“A基因突变是导致籽粒干瘪的原因”。_____________。 实验方案 预期结果 Ⅰ.转基因玉米×野生型玉米 Ⅱ.转基因玉米×甲品系 Ⅲ.转基因玉米自交 Ⅳ.野生型玉米×甲品系 ①正常籽粒∶干瘪籽粒≈1∶1 ②正常籽粒∶干瘪籽粒≈3∶1 ③正常籽粒∶干瘪籽粒≈7∶1 ④正常籽粒∶干瘪籽粒≈15∶1 Ⅲ④(或Ⅱ③) 1 2 3 4 5 分析题意可知，假定A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，由于转入的单个A基因已插入a基因所在染色体的非同源染色体上，则甲品系玉米基因型为OOAa，野生型玉米的基因型为OOAA(O表示没有相关基因)，转基因甲品系玉米的基因型为AOAa，且导入的A基因与细胞内原有的A/a基因之间遗传遵循自由组合定律，要证实该假设正确，可选择方案Ⅲ转基因玉米自交，依据自由组合定律可知，子代为④正常籽粒(9A_A_、3A_aa、3OOA_)∶干瘪籽粒(1OOaa)≈15∶1；或选择方案Ⅱ转基因玉米AOAa×甲品系(OOAa)杂交，子代为③正常籽粒(3AOA_、1AOaa、3OOA_)∶干瘪籽粒(OOaa)≈7∶1。 1 2 3 4 5 (3)现已确认A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA(见图1)，使A基因功能丧失。甲品系果穗上的正常籽粒发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带则可知相应植株的基因型为______。 Aa 1 2 3 4 5 已知A基因突变是导致籽粒干瘪的原因，序列分析发现a基因是A基因中插入了一段DNA，使A基因功能丧失，甲品系(Aa)果穗上的正常籽粒(AA和Aa)发芽后，取其植株叶片，用图1中的引物1、2进行PCR扩增，若出现目标扩增条带，则可知相应植株中含有a基因，即其基因型为Aa。 1 2 3 4 5 (4)为确定A基因在玉米染色体上的位置，借助位置已知的M/m基因进行分析。用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P与基因型为MM的甲品系杂交得F1，F1自交得F2。用M、m基因的特异性引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，如图2所示。 1 2 3 4 5 统计干瘪籽粒(F2)的数量，发现类型1最多、类型2 较少、类型3极少。请解释类型3数量极少的原因。 ___________________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 基因A、a与M、m在一对同源染色体上(且距离 近)，其中a和M在同一条染色体上；在减数分裂 过程中四分体(同源染色体)的非姐妹染色单体发生了互换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少 1 2 3 4 5 用基因型为mm且籽粒正常的纯合子P(基因型为AAmm)与基因型为MM的甲品系(基因型为AaMM)杂交得F1，基因型为1/2AAMm、1/2AaMm，F1自交得F2。用M、m基因的特异性 引物，对F1植株果穗上干瘪籽粒(F2)胚组织的DNA进行PCR扩增，扩增结果有1、2、3三种类型，基因型分别为aaMM、aaMm、aamm。若两对等位基因位于两对同源染色体上，则类型3的数量应该与类型1的数量同样多，而实际上类型3数量极少，原因可能是：由于基因A/a与M/m在一对同源染色体上(且距离近)，其中a和M在同一条染色体上； 1 2 3 4 5 在减数分裂过程中四分体(同源染色体)的非姐妹染色单体发生了互换，导致产生同时含有a和m的重组型配子数量很少；类型3干瘪籽粒是由雌雄配子均为am的重组型配子受精而成。因此，类型3干瘪籽粒数量极少。 1 2 3 4 5 4.(2022·福建，12)7S球蛋白是大豆最主要的过敏原蛋白，三种大豆脂氧酶Lox-1,2,3是大豆产生腥臭味的原因。大豆食品深加工过程中需要去除7S球蛋白和三种脂氧酶。科研人员为获得7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失的大豆新品种，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得F1种子。F1植株自交得到F2种子。对F1种子和F2种子的7S球蛋白和脂氧酶进行蛋白质电泳检测，不同表型的电泳条带示意如图。 注：图中黑色条带为抗原－抗体杂交带，表示相应蛋白质的存在。M泳道条带为相应标准蛋白所在位置，F1种子泳道的条带待填写。 1 2 3 4 5 根据电泳检测的结果，对F2种子表型进行分类统计如表。 F2种子表型 粒数 7S球蛋白 野生型 124 7S球蛋白缺失型 377 脂氧酶 Lox-1,2,3 野生型 282 ① 94 ② 94 Lox-1,2,3全缺失型 31 1 2 3 4 5 回答下列问题： (1)7S球蛋白缺失型属于______(填“显性”或“隐性”)性状。 显性 由题意可知，将7S球蛋白缺失的大豆植株与脂氧酶完全缺失的植株杂交，获得F1种子，F1植株自交得到F2种子，由表中数据可知，F2种子中7S球蛋白缺失型与野生型的比例为3∶1，可知7S球蛋白缺失型为显性性状。 1 2 3 4 5 (2)表中①②的表型分别是______________、____________。脂氧酶Lox-1,2,3分别由三对等位基因控制，在脂氧酶是否缺失的性状上，F2种子表型只有四种，原因是_____________________________________________ ________________________________________________。 Lox-1,2缺失型 Lox-3缺失型 控制Lox-1,2的基因位于一对同源染色体上并且不发生互换，控制Lox-3的基因位于另一对同源染色体上 1 2 3 4 5 表中①②的表型需结合杂交过程、表格中性状分离比及电泳条带分析，据电泳条带示意图可知，一共有四种类型：F2种子中泳道3和6表现为野生型，泳道4和5表现为Lox-1,2,3全缺失型，泳道1和8表现为Lox-1,2缺失型，泳道2和7表现为Lox-3缺失型，Lox-1,2始终表现在一起，说明控制脂氧酶Lox-1,2的基因位于一条染色体上，故表中①的表型应为Lox-1,2缺失型，②的表型应为Lox-3缺失型；脂氧酶由三对等位基因控制，F2种子在脂氧酶的性状上表型只有四种，结合表中四种表型比例为9∶3∶3∶1，说明控制Lox-1,2的两对等位基因位于一对同源染色体上并且不发生同源染色体的非姐妹染色单体间的互换，控制Lox-3的一对等位基因位于另一对同源染色体上。 1 2 3 4 5 (3)在图中画出F1种子表型的电泳条带。 答案　如图所示 1 2 3 4 5 根据题中的杂交育种过程分析，F1应为杂合子，表现出显性性状7S球蛋白缺失型及脂氧酶Lox-1,2,3野生型，电泳检测结果应为仅有Lox-1,2,3三条电泳条带，绘制电泳图见答案。 1 2 3 4 5 (4)已知Lox基因和7S球蛋白基因独立遗传。图中第____泳道的种子表型为7S球蛋白与三种脂氧酶同时缺失型，这些种子在F2中的比例是______。利用这些种子选择并获得稳定遗传种子的方法是_____________________ ______________________________________________________________________________________________________________。 4 3/64 将这些种子长成的植株 自交，对单株所得的所有种子进行蛋白质电泳检测，若某植株所有种子均不出现7S球蛋白条带，则该植株的种子能稳定遗传 1 2 3 4 5 由电泳图可知，第4泳道没有电泳条带，说明其种子表型为7S球蛋白缺失型与Lox-1,2,3全缺失型；由表格数据可知，7S球蛋白缺失型占3/4，Lox-1,2,3全缺失型占1/16，结合(1)的结论，这些种子在F2中的比例是3/4×1/16＝3/64。 1 2 3 4 5 (5)为提高大豆品质，利用基因工程方法提出一个消除野生型大豆7S球蛋白过敏原的设想。 _______________________________________________________________。 敲除7S球蛋白基因或导入7S球蛋白的反义基因，使7S球蛋白不能合成 利用基因工程方法，消除野生型大豆7S球蛋白条带过敏原，以提高大豆品质，可从7S球蛋白基因不存在或不表达方向思考，如敲除7S球蛋白基因或导入7S球蛋白基因的反义基因。 1 2 3 4 5 5.(2023·北京，19节选)二十大报告提出“种业振兴行动”。油菜是重要的油料作物，筛选具有优良性状的育种材料并探究相应遗传机制，对创制高产优质新品种意义重大。请回答下列问题： 科学家克隆出导致新生叶黄化的基因，与野生型相比，它在DNA序列上有一个碱基对改变，导致突变基因上出现了一个限制酶B的酶切位点(如图)。据此，检测F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR→回收扩增产物→________________→电泳。F2中杂合子电泳条带数目应为________条。 用限制酶B处理 3 突变基因上有一个限制酶B的酶切位点，故检测 F2基因型的实验步骤为：提取基因组DNA→PCR →回收扩增产物→用限制酶B处理→电泳。野生 型的基因电泳结果有1条带，黄化叶的基因电泳结果有2条带，则F2中杂合子电泳条带数目应为3条。 1 2 3 4 5 1 2 3 4 模拟预测 PART TWO 1.(2024·岳阳高三期中)大豆为两性花作物，子叶颜色有深绿(RR)、浅绿(Rr)和黄色(rr)(幼苗期死亡)三种类型，部分大豆对花叶病具有抗性(由基因T、t控制)，控制这两对性状的基因位于两对同源染色体上。子叶深绿不抗病个体(♀)与子叶浅绿抗病个体(♂)杂交，F1表型及比例为子叶深绿抗病∶子叶浅绿抗病＝1∶1。回答下列问题： (1)将F1子叶浅绿抗病个体自交，F2成熟个体的表型及比例为___________ _____________________________________________________________。 子叶深绿抗 病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝3∶1∶6∶2 不抗病和抗病后代全部抗病，所以抗病是显性。F1中子叶浅绿抗病植株的基因型为RrTt，其自交后代F2成熟个体的表型及比例为子叶深绿抗病∶子叶深绿不抗病∶子叶浅绿抗病∶子叶浅绿不抗病＝3∶1∶6∶2。 1 2 3 4 1 2 3 4 (2)在亲代的一株母本植株(M)上收获的全为子叶深绿种子，这些子叶深绿种子是杂交产生的，还是母本去雄不彻底自交产生的？请设计实验进行探究。 实验思路：_____________________________________________________ ___________________________________________。 预期结果并分析：_______________________________________________ __________________________________________________________________________。 将M植株上所结的子叶深绿色种子种植，对得到的植株接种相应病原体，一段时间后观察植株的患病情况 若所有植株均患病，则被检测种子为母本去雄不彻底进行自交产生；若所有植株均抗病，则被检测种子是与子叶浅绿抗病个体杂交产生 在亲代的一株母本植株(M)上收获的全为子叶深绿种子，可能是子叶深绿不抗病个体(♀)与子叶浅绿抗病个体(♂)杂交所得，但也有可能是母本去雄不彻底进行自交产生。将M植株上所结的子叶深绿种子种植，对得到的植株接种相应病原体，一段时间后观察植株的患病情况。若所有植株均患病，则被检测种子为母本去雄不彻底自交产生；若所有植株均抗病，则被检测种子是与子叶浅绿抗病个体杂交所得。 1 2 3 4 1 2 3 4 (3)草甘膦会把普通大豆植株与杂草一起杀死，转入抗草甘膦基因(A)会使大豆对这种除草剂产生抗性。若要用抗原—抗体杂交的方法检测转基因是否成功，做法为_______________________________________________ ______________。研究者选择上述F1浅绿抗病植株的体细胞进行了转基因操作，为探究转入的A基因(假如只在一条染色体的一个位点转入了A基因)与T/t及R/r所在染色体的位置关系，用子叶深绿不抗病非转基因大豆与转基因大豆杂交，____(填“能”或“不能”)达到探究目的(不考虑互换)。 从转基因大豆中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗 原—抗体杂交 能 1 2 3 4 其中转入的A基因与R位于一条染色体上时的表型及比例为____________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 子叶深绿抗 除草剂∶子叶浅绿不抗除草剂＝1∶1(或子叶深绿抗除草剂抗病∶子叶深绿抗除草剂不抗病∶子叶浅绿不抗除草剂抗病∶子叶浅绿不抗除草剂不抗病＝1∶1∶1∶1) 若要用抗原—抗体杂交的方法检测转基因是否成功，做法是从转基因大豆中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原—抗体杂交。将A基因转入了基因型为RrTt的植株，转入后的基因型为RrTtA，当转入的A基因与R/r、T/t之一位于一条染色体上时，与子叶深绿不抗病非转基因大豆(RRtt)杂交，RrTtA形成的配子类型均为4种，子代表型比例均为1∶1∶1∶1；当A基因转入R或r或T或t所在染色体时，插入的位置不同，子代出现的四种类型不同。转入的A基因与R位于一条染色体上时，转基因大豆产生4种配子，非转基因大豆产生1种配子，子代表型及比例为子叶深绿抗除草剂抗病∶子叶深绿抗除草剂不抗病∶子叶浅绿不抗除草剂抗病∶子叶浅绿不抗除草剂不抗病＝1∶1∶1∶1。 1 2 3 4 1 2 3 4 2.(2024·枣庄高三模拟)水稻是世界上最重要的粮食作物。为提高水稻产量，科研人员通过突变育种的方式筛选出了单基因纯合突变体1～4四种品种。通过测序发现，突变体1为Os基因功能缺失突变体，该基因位于12号染色体上。请回答下列问题： (1)科研人员观察发现突变体1和突变体2水稻穗子显著大于野生型。分别将其与野生型水稻杂交，获得的F1的穗子______(填“大于”“等于”或“小于”)野生型，说明大穗为隐性性状。将突变体1与突变体2杂交，若___________________，没有出现新的表型，说明两种突变体突变基因为同一位点的基因。 等于 子代穗子大于野生型 将穗子显著大于野生型的突变体与野生型杂交，若F1穗子与野生型相等，说明野生型是显性性状，大穗为隐性性状；突变体1和2都是纯合子，且都为隐性性状，若将突变体1与突变体2杂交，子代穗子大于野生型，没有出现新的表型，说明两种突变体突变基因为同一位点的基因(等位基因)。 1 2 3 4 1 2 3 4 (2)研究表明，位于水稻6号染色体上的APO1基因与水稻穗子大小有关，突变体3为APO1基因功能缺失型隐性纯合突变体、穗子显著小于野生型；突变体4为APO1基因功能增强型显性 纯合突变体，穗子显著大于野生型。 研究人员将等量的APO1基因分别 导入野生型和突变体1的植株中， 测定细胞中APO1 mRNA的含量和 APO1蛋白含量，结果如图。 注：Actin即“肌动蛋白”，在不 同种类细胞中的表达量相对稳定，在该实验中作为参照指标。 1 2 3 4 上述实验结果说明Os基因对APO1基因的______过程无影响，可能是通过促进__________________，降低细胞中APO1含量。 转录 APO1蛋白的降解 对比图中结果，野生型与突变体1的mRNA(和Actin)含量差不多，但是APO1蛋白含量只有突变体1的一半，可知Os基因对APO1基因的转录无影响，其可能是通过促进APO1蛋白的降解(或抑制翻译过程)，从而降低细胞中APO1含量。 1 2 3 4 1 2 3 4 (3)为了进一步确定Os基因与APO1基因是否相互作用，共同调控水稻穗子的大小，研究人员将突变体1和突变体3杂交后代F1自交，若子代性状及比例为野生型∶大穗∶小穗＝__________，说明(2)中结论成立，Os基因与APO1基因共同影响穗子的大小。 9∶3∶4 1 2 3 4 结合题干信息可知，突变体1为Os基因功能缺失型隐性纯合突变体，突变体3为APO1基因功能缺失型隐性纯合突变体，故突变体1的基因型可表示为APO1APO1_ _，突变体3的基因型可表示为_ _OsOs，将突变体1和突变体3杂交， 1 2 3 4 F1基因型为APO1_ Os_ ，让F1自交，子代性状分离比为野生型(9APO1_Os_)∶大穗(3APO1_ _ _)∶小穗(3_ _OsOs、1_ _ _ _)＝9∶3∶4，则说明Os基因与APO1基因在同一通路发挥作用，共同影响穗子的大小。 1 2 3 4 3.(2024·吉林高三一模)果蝇是遗传学研究中常用的材料。为研究其相关性状的遗传特点，进行了一系列杂交实验。请回答下列问题： (1)摩尔根和他的学生绘制出了果蝇各种基因在染色体 上的相对位置，如图1为部分基因位置图，该图表明基因和染色体的位置关系是__________________________。据图分析，摩尔根选用果蝇作为实验材料的优点是________________________。 基因在染色体上呈线性排列 具有易于区分的相对性状 1 2 3 4 (2)野生型翅脉对网状翅脉为显性，受一对等位基因控制。网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇杂交，正反交结果都是野生型翅脉。据此推测该对基因位于常染色体上或_____________________上。将正反交所得所有子代雌雄果蝇相互交配，所得后代的基因型有________种。 X、Y染色体同源区段 3种或7 1 2 3 4 野生型翅脉对网状翅脉为显性，受一对等位基因控 制。网状翅脉果蝇与纯合野生型翅脉果蝇杂交，正 反交结果都是野生型翅脉。据此推测该对基因位于 常染色体上或X、Y染色体同源区段上。假设用A、 a表示相关基因，若该等位基因位于常染色体上，正反交F1基因型均为Aa，将正反交所得所有子代雌雄果蝇相互交配，所得后代的基因型有AA、Aa、aa共3种；若该等位基因位于X、Y染色体的同源区段上，正反交F1基因型有XAXa、XaYA、XAYa，相互交配后，所得后代的基因型有XAXA、XAXa、XaXa、XAYA、XAYa、XaYA、XaYa共7种。 1 2 3 4 (3)GAL4/UAS是一种基因表达调控系统，GAL4蛋白是一类转录因子，它能结合UAS，并驱动UAS下游基因的表达。科研人员将一个GAL4基因插入雄果蝇的一条Ⅲ号染色体上；一个UAS－GFP(绿色荧光蛋白基因)随机插入到雌果蝇染色体组中一条染色 体上，但无法表达，只有与插入 GAL4基因的雄果蝇杂交得到的子 一代中，绿色荧光蛋白基因才会 表达(如图2所示)。 1 2 3 4 某科研小组利用上述的一对转基因雌雄果蝇进行杂交得到F1，F1中绿色翅雌雄个体随机交配得到F2，杂交子代的表型及其比例如表。 F1 F2 绿色翅∶无色翅＝1∶3 绿色翅∶无色翅＝9∶7 仅根据杂交后代____分析，可判断UAS－GFP________(填“插入”或“未插入”)Ⅲ号染色体上。若UAS－GFP插入位置为X染色体，则F2中绿色翅雄蝇的比例是________。 F2 未插入 3/16 1 2 3 4 根据F2结果可知，F2的表型比为9∶7，为9∶3∶3∶1的变式，说明两对等位基因的遗传符合基因的自由组合定律，可确定这2种基因位于两对非同源染色体上，GAL4基因插入Ⅲ号染色体上，可判断UAS－GFP未插入Ⅲ号染色体上；假设相 关基因用A/a、B/b表示，若UAS－GFP插入位置为X染色体，则亲本基因型为AaXbY、aaXBXb，F1中绿色翅的自由交配F2基因型及比例为AaXBY×AaXBXb→绿色翅雌性(A_XBX－)＝3/8，无色翅雌性(aaXBX－)＝1/8，绿色翅雄性(A_XBY)＝3/16，无色翅雄性(A_XbY、aaXBY、aaXbY)＝5/16。 1 2 3 4 4.(2024·辽宁教改联合体高三一模)普通小麦是两性植株，体细胞中染色体是成对存在的。条锈病由条锈菌引起，严重危害小麦生产，Yr5和Yr15基因都是有效的显性抗条锈病基因。回答下列问题： (1)Yr5基因和Yr15基因分别在斯卑尔脱小麦和野生二粒小麦中被发现，两种基因的根本区别是_____________不同。将Yr5基因或Yr15基因导入普通小麦中，实现了物种间的__________(填变异类型)，提高了小麦的抗逆性。 碱基排列顺序 基因重组 1 2 3 4 (2)研究者将Yr15基因整合到普通小麦1B染色体的短臂上(如图甲)，获得抗条锈病小麦品系F。提取抗条锈病小麦的_______作为PCR的模板扩增Yr15基因，用凝胶电泳技术分离、鉴定扩增产物。利用上述方法不能区分纯合和杂合的抗条锈病小麦，因为______________________________ _________，两者电泳后DNA条带的数量和位置相同。 DNA 两者都含Yr15基因，PCR扩增产物 类型相同 1 2 3 4 (3)研究者培育了不抗条锈病小麦品系T，其1B染色体的 短臂(1BS)被黑麦1R染色体的短臂(1RS)取代，形成了 B.R染色体(如图乙)，B.R染色体形成的原因是发生了 染色体结构变异中的_____。品系T的其他染色体形态、 功能与正常小麦相同。为检测小麦细胞中的B.R染色 体，研究者根据该染色体__________________中DNA片段的特殊核苷酸序列，设计了荧光标记的探针1RNOR，将该探针导入小麦的体细胞，根据观察到荧光点的数目可判断细胞中B.R染色体的数目。 注：B.R染色体可与1B染色体联会并正常分离，但1RS与1BS不能发生重组。 易位 黑麦1R染色体短臂 1 2 3 4 由题意及图乙可知，B.R染色体形成的原因是两条非同源染色体之间发生了易位。不抗条锈病小麦品系T，其1B染色体的短臂(1BS)被黑麦1R染色体的短臂(1RS)取代，形成了B.R染色体，欲检测小麦细胞中的B.R染色体，设计探针时应根据染色体黑麦1R染色体短臂中DNA片段的特殊核苷酸序列。 1 2 3 4 (4)以纯合的不抗条锈病小麦品系T、条锈菌、探针1RNOR及抗条锈病小麦品系F(含杂合子和纯合子)为材料，可快速获得大量纯合的抗条锈病小麦，方法如下：让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F1，___________ _______________________________________________________________________________________________________________。 用条锈菌淘 汰F1中不抗条锈病的植株，让F1自交得F2，用探针1RNOR检测F2植株，细胞中没有荧光点的F2植株即为纯合抗条锈病小麦 1 2 3 4 让纯合小麦品系T与小麦品系F杂交得到F1，由于小麦品系F中含有纯合子和杂合子，所以需用条锈菌淘汰F1中不抗条锈病的植株，让F1自交得F2，用探针1RNOR检测F2植株，细胞中没有荧光点的F2植株即为纯合抗条锈病小麦。 1 2 3 4 (5)研究者将Yr5基因导入小麦品系T中，得到图丙所示植株，将该植株与杂合的小麦品系F杂交，让所有F1植株进行自交，用探针1RNOR对F2植株进行检测，若各种基因型的植株结籽率相同，F2植株中抗条锈病且含荧光点的植株占________。 31/64 1 2 3 4 抗条锈病且含荧光点的植株既含有Yr5或Yr15基因，又含有B.R染色体，丙植株(B.RB.R2B2BYr5)与杂合的小麦品系F(B.R1BYr152B2B)杂交，所得F1的基因型有B.R1BYr152B2B，B.R1BYr152B2BYr5，B.RB.R2B2B，B.RB.R2B2BYr5，上述四种基因型各 占1/4，各自自交后，既含有抗条锈病基因，又含有B.R染色体的植株所占比例为1/4×1/2＋1/4×(1×1/2＋1/4×3/4)＋1/4×3/4＝31/64。 $$