专题5 重难点4 探究外源基因整合到宿主染色体的位置(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物二轮专题辅导与训练（A版）

重难点4　探究外源基因整合到宿主染色体的位置

(2025·河北卷)T­DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T­DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题：

(1)基因内碱基的增添、缺失或________都可导致基因突变。

(2)以Aa植株为________(填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交，F1中卡那霉素抗性植株的占比为0，其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为________。

(3)为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，该植株会产生________种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为________。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为________。F1中没有检测到仅扩增出600 bp条带的植株，其原因为________________________________。

(4)实验中还获得了一个E基因被T－DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验：

①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为________的F1植株。

②选出的F1植株自交获得F2，不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为____________________________；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为________。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因：________________ _______________________________________________________________________________

_________________________________________________。

解析　(1)基因突变是指DNA分子上碱基对增添、缺失或替换引起基因结构的改变。基因内碱基的增添、缺失或替换都可导致基因突变。

(2)据题分析可知，带有卡那霉素抗性基因的T－DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能缺失(a基因)会导致不育，因此Aa植株作为父本时，其含a基因花粉不育，无法参与受精，仅产生含A基因的花粉，故以Aa植株为父本与野生型(AA)拟南芥杂交，F1(AA)中卡那霉素抗性植株的占比为0；若Aa植株作为母本，其卵细胞可育(含a基因)，而野生型父本花粉(含A基因)可育，F1基因型为Aa(抗性)和AA(非抗性)，比例为1∶1，因此卡那霉素抗性植株占比为1/2。

(3)将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体，仅考虑基因A和a，该植株的基因型可表示为，产生的花粉基因型为、、、(不育)，即会产生3种基因型(AA、Aa、A)的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为1/3。由图1可知，900 bp条带代表A基因，600 bp条带代表a基因。由图2可知，Ⅰ型植株含A和a基因，Ⅱ型植株只含A基因。该植株自交，结果如表所示：

因此，Ⅰ型植株占比为2/3。由题干信息“花粉中A基因功能的缺失会造成其不育”可知，该植株产生的花粉一定含A基因(900 bp)(点睛：无基因型为a的花粉)，故F1中没有检测到仅扩增出 600 bp条带的植株。(4)①要判断两对基因在染色体上的位置关系，一般让双杂合植株自交并统计子代表型及比例，结合题中信息分析，应筛选出基因型为AaEe的F1植株。②若两对等位基因位于一对同源染色体上，F1的基因组成可表示为，F1植株自交得到F2，结果如图所示：

因此F2的基因组成可表示为，F2中AaEe植株产生的花粉aE不育，且其自交所结种子AAee不能正常发育，因此，F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株(AAEE)占比为0(易错：当F1的基因组成表示为时，不符合题意)。若E/e和A/a存在染色体交换，则不符合题意，因此，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，则基因E/e和A/a位于一对同源染色体上，A与e连锁、a与E连锁，且在形成配子的过程中没有发生染色体交换。当基因E/e和A/a位于非同源染色体上时，如图所示。

F1　　　AaEe(♀)　　×　　AaEe(♂)

配子　　AE　Ae　aE　ae　　AE Ae aE_ae

　　　　　　　　　　　　　　　   不育

F2　AAEE　AAEe　　AaEE　　AaEe　　AAee__Aaee

　1 　　　2　　　 　1　　　　2　　   不能正常发育

故得到F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株(AAEE)占比为1/6。若F1的A与e连锁、a与E连锁，产生雌雄配子的过程中发生交换。假设雌雄配子交换率均为20%，则F1雌配子为aE∶Ae∶AE∶ae ＝4∶ 4∶1∶1，雄配子为Ae∶AE ＝4∶1。F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株(AAEE)占比为 1/10×1/5 ＝1/50。

答案　(1)替换　(2)父本　1/2

(3)3　1/3　2/3　该植株产生的花粉一定含A基因

(4)①AaEe　②基因A与e连锁、a与E连锁，在形成配子的过程中没有发生染色体交换　1/6　1/50，F1的A与e连锁、a与E连锁，产生雌雄配子的过程中相关基因发生交换，且雌雄配子交换率均为20%

1．抗病基因在宿主染色体上的三种位置关系(以导入两个抗病基因为例)

2．实验思路、预期结果与得出结论

外源基因整合到宿主染色体上的位置是随机的，可利用自交或测交方法判断基因的位置。

设抗病基因为A，无抗病基因为O，则甲的基因型为AO、乙的基因型为AOAO，丙的基因型为AA。