专题06 遗传的基本规律（情境创新练）（3类热门情境）2026年高考生物二轮复习讲练测

专题06 遗传的基本规律 三类热门情境创新练 情境命题一 传统文化类 1．（2026·河南郑州·一模）中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因（R/r）控制。将一人工合成的绿色蛋白基因（G）通过基因工程的手段，与Z染色体上控制白色蚕茧的基因（g）发生同源替代，获得了一个黄卵（rr）、结绿茧的雌蚕（亲本甲），让该蚕与纯合的红卵、结白茧的雄蚕（亲本乙）杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变，下列叙述错误的是（　　） A．亲本甲的基因型为rrZGW，亲本乙的基因型为RRZgZg B．F1中雌蚕基因型为RrZgW，表现型为红卵、结白茧 C．F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRZGZG、rrZGZg等类型 D．F1随机交配得到的F2中，红卵、结绿茧的个体比例是3/16 2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因（R/r）控制。将外源绿色蛋白基因（G）导入到纯合的黄卵（rr）、结白茧雌蚕的Z染色体上，获得结绿茧的亲本1，与纯合的红卵、结白茧雄蚕（亲本2）杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变，下列叙述正确的是（    ） A．F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型 B．F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型 C．F1随机交配得到的F2中，红卵、结绿茧的个体比例是3/8 D．F2中红卵、结绿茧的个体随机交配，子代中目的个体的比例是2/9 3．（2026·四川眉山·一模）中国科学家屠呦呦获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。青蒿素是从黄花蒿中提取的，二倍体黄花蒿的茎秆颜色由两对独立遗传的等位基因 A/a 和 B/b 控制，基因 A 控制红色素合成，基因B 为修饰基因，BB 使红色素完全消失，Bb 使红色素颜色淡化。现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下： 第一组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆-1：2： 1 第二组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆=3：6：7 回答下列问题： (1)第一组 F1 粉秆植株的基因型是 。 (2)若将第二组 F2 粉秆植株进行测交，测交后代的表现型及比例是 。若将第二组 F2 中粉秆个体自交，后代中白秆植株所占的比例是 。 (3)四倍体黄花蒿中青蒿素含量通常高于二倍体黄花蒿，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿，原因是 。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿一般不能形成种子，原因是 。 情境命题二 农业育种与应用类 4．（2025·云南·高考真题）冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因（用“A”“a”表示）进行定位，科研人员进行了一系列杂交实验，结果如表。 群体 植株总数/株 果面有蜡粉株数/株 果面无蜡粉株数/株 P1 30 30 0 P2 30 0 30 F1 523 523 0 F2 574 430 144 注：F1为P1和P2杂交后代，F2为F1自交后代。 回答下列问题： (1)根据杂交结果可知，果面蜡粉的遗传遵循基因的 定律，依据是 。 (2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的，突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点，可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株，据此设计引物后进行植株基因型鉴定的步骤为：提取基因组DNA→ 目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带，P2植株为2条条带，则F2中有蜡粉的植株为 条条带，限制酶H的切割位点位于 （填“A”“a”或“A和a”）上。 (3)用表中材料设计实验，验证（1）中得到的结论，写出所选材料及遗传图解。 5．（2025·浙江·高考真题）谷子（2n=18）俗称小米，是起源于我国的重要粮食作物，自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色，由等位基因E和e控制，其中白色（ee）是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种，欲选育黄色抗锈病的品种。 回答下列问题： (1)授粉前，将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min，目的是 ，再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行 处理。同时，以栽培种为父本进行反交。 (2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，F2的表型及其株数如下表所示。 表型 黄色抗锈病 浅黄色抗锈病 白色抗锈病 黄色感锈病 浅黄色感锈病 白色感锈病 F2（株） 120 242 118 40 82 39 从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙，浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。 ①栽培种与农家种杂交获得的F1产生 种基因型的配子，甲的基因型是 ，乙连续自交得到的子二代中，纯合黄色抗锈病的比例是 。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是 。 ②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解 。 (3)谷子的祖先是野生青狗尾草（2n=18）。20世纪80年代开始，作物栽培中长期大范围施用除草剂，由于除草剂的 作用，抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，可采用的方法有 （答出2点即可）。 6．（2025·全国二卷·高考真题）水稻为一年生植物，每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。 (1)甲品系具有地下茎，地下茎可使水稻进行无性繁殖，从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示，F2的性状分离比接近 ，由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。 (2)若要进一步验证上述结论，可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。 (3)DNA中存在许多简单重复序列（SSR），可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析，最终确定了R2和R3的位置，甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示，乙品系的相关分子标记用小写字母表示，如m1。 F1在减数分裂过程中，有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换，推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。 (4)由于乙品系高产、口感好，且生育周期短，能实现一年两熟甚至三熟，适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种，培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系，请完善育种流程。 。 7．（2024·全国甲卷·高考真题）袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。 (1)用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 (2)将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显，F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中，以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是 。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为 。 (3)以丙为父本与甲杂交（正交）得F1，F1自交得F2，则F2中与育性有关的表现型有 种。反交结果与正交结果不同，反交的F2中与育性有关的基因型有 种。 8．（2023·北京·高考真题）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。 (1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体（黄化叶）。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是 。    (2)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（如图乙）。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。    (3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S（杂合子），使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。    ①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为 。 ②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用 。 9．（2025·云南·模拟预测）燕麦是我国特色杂粮，有“植物黄金”“粗粮之王”的美誉。燕麦的颖色有黑色、黄色、白色三种类型，由两对等位基因(A/a、B/b)控制。现用纯合黑颖燕麦与纯合黄颖燕麦杂交，全为黑颖。F1自交得到F2，其表型及比例为黑颖：黄颖：白颖=12：3：1。回答下列问题。 (1)纯合黑颖亲本和纯合黄颖亲本的基因型分别为 ；黑颖燕麦因花青素等营养成分含量更高而更受消费者青睐，F2中黑颖燕麦的基因型有 种。 (2)下图①~③中，能正确表示F1正常体细胞中部分基因与染色体关系的是 ，判断的依据是 。 (3)用题干中的材料设计实验，验证(2)中得到的结论，写出所选材料及遗传图解 。 10．（2025·四川乐山·一模）袁隆平在《杂交水稻》杂志1987年第一期上发表的《杂交水稻的育种战略设想》一文指出，杂交水稻的育种可以分为三系法、二系法和一系法三个战略发展阶段。其中三系杂交稻（2n=24）是我国研究应用最早的杂交水稻，其细胞核和细胞质中都含有相关基因影响雄蕊的育性。细胞核中相关基因为可育恢复基因（R）和非恢复基因（r），且R对r显性；细胞质中相关基因为正常可育基因（N）和雄性不育基因（S）。上述四种基因的关系中，R能够抑制S的表达即：基因型为S（RR）的水稻表现为雄性可育；当细胞质基因为N时，无论细胞核中含有R基因还是r基因，植株都表现为雄性可育。二系法是光温敏雄性不育，在环境温度高于临界温度或长日照条件下表现为雄性不育。培育过程如图所示，请回答下列问题。 (1)水稻雄性不育系产生的花粉全部败育，使其在育种工作中，只能作 ，因此具有重要的意义，可免去人工杂交实验中的 操作，提高效率。 (2)两系杂交应当在 的环境条件下自交繁育，在 的环境条件下杂交制种。光温敏水稻在不同条件下育性不同的根本原因是 。 (3)图2中的恢复系R的基因型为 ，若基因型为S（Rr）的个体连续自交两代，则F2中雄性不育个体所占的比例为 。 11．（2026·河南郑州·一模）水稻是重要的粮食作物，杂交水稻的培育离不开雄性不育株，回答下列问题。 (1)1970年，袁隆平团队发现了野败雄性不育株，并成功培育出三系杂交水稻。 ①用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 ②将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显，F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为 。 (2)1988年，邓华凤等发现了水稻温敏雄性不育系。该不育系在高温条件下不育，低温条件下可育。 ①不育性状由t基因控制，对应的可育基因用T表示，其非模板链部分序列如下图所示，由图可知t基因在表达过程中，翻译 ，导致其编码的核糖核酸酶功能丧失，无法降解UbL40基因的 ，UbL40蛋白过量积累，导致花药败育。（AUG为起始密码子，UAG、UGA、UAA为终止密码子） ②在较低温度条件下，UbL40基因表达水平较低，花药发育正常，育性恢复。综上，说明生物的性状是 。 (3)2025年，科学家利用细胞核显性雄性不育品系S221培育出水稻新品种ZY532，用到的水稻品系如图1，培育过程如图2，据图回答下列问题。 品系名称 特征 S221 显性核不育 09598 抗稻瘟病、耐高温 鄂中5号 优质、耐高温 源丰占 优质 云香软 优质有香味 图1 ①S221先后与多个品种杂交目的是 ，编号44006的植株应选择 （填“雄性可育”“雄性不育”）的，其连续自交的目的是 。 ②若要加快育种进程，可采用的方法有 （答出2点即可）。 12．（2026·陕西·一模）1973年，石明松先生发现光敏感雄性核不育突变体水稻“农垦58S”， 该突变体性状由光敏核不育基因控制，这种不育系性状随日照的长短而发生变化。下表为不同光温条件下突变体花粉育性的比较（用KI染色，染成蓝色即为可育，可染率小于20%认定为不育）。 短日低温 短日高温 长日低温 长日高温 可染率 41.9% 30.2% 5.1% 0 请根据以上信息回答问题： (1)为了证明农垦58S突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制，科研人员设计了如下实验：将 杂交后，获得F1代，均表现为野生型，自交获得的F2代，在日照条件为 条件下分析F2个体的育性。若杂交结果是 ，则可初步证明农垦58S突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制。 (2)研究发现农垦58S光敏核不育基因是位于12号染色体上的pms3基因发生基因突变所致，研究人员对突变体花粉中pms3基因转录的mRNA含量进行分析，结果如下图所示，由此说明pms3基因与花粉可育性之间的关系是 。 (3)农垦58S的育性是可以转换的，在长日照高温条件下不育，在短日照低温条件下育性最高，这说明 ；如果你是科研工作者，请利用农垦58S设计一个杂交实验保存光敏雄性不育性状： 。 13．（2026·四川眉山·一模）中国科学家屠呦呦获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。青蒿素是从黄花蒿中提取的，二倍体黄花蒿的茎秆颜色由两对独立遗传的等位基因 A/a 和 B/b 控制，基因 A 控制红色素合成，基因B 为修饰基因，BB 使红色素完全消失，Bb 使红色素颜色淡化。现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下： 第一组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆-1：2： 1 第二组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆=3：6：7 回答下列问题： (1)第一组 F1 粉秆植株的基因型是 。 (2)若将第二组 F2 粉秆植株进行测交，测交后代的表现型及比例是 。若将第二组 F2 中粉秆个体自交，后代中白秆植株所占的比例是 。 (3)四倍体黄花蒿中青蒿素含量通常高于二倍体黄花蒿，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿，原因是 。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿一般不能形成种子，原因是 。 情境命题三 科技前沿类 14．（2025·全国二卷·高考真题）斑翅果蝇是农业害虫。我国研究者利用基因编辑技术培育带有雌性不育基因的斑翅果蝇，若将其释放到野外可降低野生斑翅果蝇种群数量。 (1)CRISPR/Cas9基因编辑系统中的gRNA与靶基因特异性结合，引导Cas9酶切断靶基因。断裂的DNA可能发生非同源末端连接修复，导致靶基因中发生碱基的 ，引起基因突变；也可能发生同源重组修复，导致靶基因被供体DNA中的片段替换（图1）。 (2)果蝇2号染色体上T基因控制合成一种信号物质，该物质由神经细胞分泌，是雌蝇产卵的必需信号，对雄蝇育性无影响。研究者制备图2所示供体DNA，将其与靶向T基因的gRNA和Cas9酶共同注入果蝇受精卵。继续培养后在低倍镜下挑选出 的成蝇，即为成功实现驱动片段替换的个体——G0。 (3)理论上，当细胞中1个T基因被驱动片段替换后，会表达靶向T基因的gRNA和Cas9酶，同时作为同源重组修复的模板，导致 ，使雌蝇不育。用G0雄蝇与野生型雌蝇杂交，F1雌蝇育性情况为 。 (4)有的G0果蝇受精卵中T基因发生末端连接修复，突变为t基因。t基因既不能正常表达，也不能被gRNA识别。用携带t基因的G0雄蝇与野生型雌蝇杂交，F1自由交配，若整个过程中没有t基因的新发产生，F2雌蝇中可育个体占比为 ，可见t基因对驱动片段在种群中的传播有抵抗作用。 (5)研究者对驱动片段进行改造，将其中编码gRNA的基因增加为3个，分别靶向T基因中不同的位点。请评价改造后的驱动片段的优点 。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 遗传的基本规律 三类热门情境创新练 情境命题一 传统文化类 1．（2026·河南郑州·一模）中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因（R/r）控制。将一人工合成的绿色蛋白基因（G）通过基因工程的手段，与Z染色体上控制白色蚕茧的基因（g）发生同源替代，获得了一个黄卵（rr）、结绿茧的雌蚕（亲本甲），让该蚕与纯合的红卵、结白茧的雄蚕（亲本乙）杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变，下列叙述错误的是（　　） A．亲本甲的基因型为rrZGW，亲本乙的基因型为RRZgZg B．F1中雌蚕基因型为RrZgW，表现型为红卵、结白茧 C．F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRZGZG、rrZGZg等类型 D．F1随机交配得到的F2中，红卵、结绿茧的个体比例是3/16 【答案】D 【详解】A、经基因工程将G基因替代Z染色体上g基因，获得一个黄卵（rr）、绿茧雌蚕的亲本甲，故其基因型为rrZᴳW；亲本乙为纯合红卵白茧雄蚕，白茧基因为g，故其基因型为RRZgZg，A正确； B、亲本甲（rrZᴳW）与乙（RRZgZg）杂交，则卵色基因F1全为Rr（红卵），茧色基因雌蚕（ZgW）表现白茧，雄蚕（ZᴳZg）因G基因显性表现绿茧。故F1雌蚕基因型RrZgW，表现型为红卵、结白茧，B正确； C、F1雄蚕基因型为RrZᴳZg，在减数第一次分裂前的间期，染色体复制，基因也复制，初级精母细胞的基因组成为RRrrZGZGZgZg，次级精母细胞处于减数第二次分裂。在减数第一次分裂后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，因此可以产生基因型为RRZGZG、rrZgZg、RRZgZg、rrZGZG的4种次级精母细胞，若含有ZG和Zg的一对同源染色体在减数第一次分裂前期发生姐妹染色单体互换，则可产生ZᴳZg类型，因此也可能出现基因型rrZᴳZg的次级精母细胞，C正确； D、F1雌（RrZᵍW）与雄（RrZᴳZᵍ）随机交配得到的F2，利用配子法可以计算得出表型为红卵的个体占F2的3/4 ，结绿茧的个体占F2的1/2，所以F2中，红卵、结绿茧的个体比例是3/4×1/2=3/8，D错误。 故选D。 2．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）中国养蚕制丝历史悠久。蚕卵的红色、黄色由常染色体上一对等位基因（R/r）控制。将外源绿色蛋白基因（G）导入到纯合的黄卵（rr）、结白茧雌蚕的Z染色体上，获得结绿茧的亲本1，与纯合的红卵、结白茧雄蚕（亲本2）杂交选育红卵、结绿茧的纯合品系。不考虑突变，下列叙述正确的是（    ） A．F1雌蚕均表现出红卵、结绿茧表型 B．F1雄蚕次级精母细胞中的基因组成可能有RRGG、rr等类型 C．F1随机交配得到的F2中，红卵、结绿茧的个体比例是3/8 D．F2中红卵、结绿茧的个体随机交配，子代中目的个体的比例是2/9 【答案】BCD 【分析】1、位于性染色体上的基因控制的性状在遗传时总是与性别相关联，而位于常染色体上的基因控制的性状在遗传时一般与性别无关； 2、题干信息分析： 蚕卵颜色由常染色体上一对等位基因（R/r）控制，红色、黄色是这对等位基因控制的不同表现型。将外源绿色蛋白基因（G）导入到纯合的黄卵（rr）、结白茧雌蚕的Z 染色体上，得到亲本1，其基因型为rrZGW。亲本2是纯合的红卵、结白茧雄蚕，基因型为RRZgZg。 【详解】A、由题意可知，亲本1为rrZGW，亲本2为RRZgZg，F1中雌蚕基因型为RrZgW，表现为红卵、结白茧，而不是红卵、结绿茧，A错误； B、F1雄蚕基因型为RrZGZ，减数分裂Ⅰ前的间期，染色体复制，基因也复制，初级精母细胞的基因组成为RRrrZGZGZZ，减数分裂Ⅰ后期，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，形成的次级精母细胞的基因组成可能有RRGG（RRZGZG）、rr（rr不考虑Z染色体上基因时）等类型，B正确； C、F1的基因型为雄蚕RrZGZg，雌蚕RrZgW。先分析常染色体上的基因，Rr×Rr，后代R_：rr=3：1；再分析Z染色体上的基因，ZGZg×ZgW，后代ZGZg：ZGW：ZgZg：ZgW=1:1:1:1。 红卵、结绿茧个体的基因型为R-ZGZg、R-ZGW。R-的比例为3/4，ZGZg和ZGW的比例t各为1/4，所以红卵、结绿茧的个体比例是3/4×1/4+3/4×1/4 = 3/8，C正确； D、F2中红卵、结绿茧的个体：R-ZGZg和R-ZGW。R-中RR：Rr=1：2，产生的配子R：r=2：1，随机交配得RR：Rr：rr=4:4:1，故RR占4/9；ZGZg和ZGW随机交配，子代的基因型及比例为ZGZG：ZGW：ZGZg：ZgW=1:1:1:1，其中纯合子（ZGZG和ZGW）占1/2，因此F2中红卵、结绿茧的个体（R-ZGZg和R-ZGW）随机交配，子代中目的个体的比例是4/9×1/2=2/9，D正确。 故选BCD。 3．（2026·四川眉山·一模）中国科学家屠呦呦获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。青蒿素是从黄花蒿中提取的，二倍体黄花蒿的茎秆颜色由两对独立遗传的等位基因 A/a 和 B/b 控制，基因 A 控制红色素合成，基因B 为修饰基因，BB 使红色素完全消失，Bb 使红色素颜色淡化。现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下： 第一组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆-1：2： 1 第二组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆=3：6：7 回答下列问题： (1)第一组 F1 粉秆植株的基因型是 。 (2)若将第二组 F2 粉秆植株进行测交，测交后代的表现型及比例是 。若将第二组 F2 中粉秆个体自交，后代中白秆植株所占的比例是 。 (3)四倍体黄花蒿中青蒿素含量通常高于二倍体黄花蒿，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿，原因是 。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿一般不能形成种子，原因是 。 【答案】(1)AABb (2) 红秆：粉秆：白秆=1：1：2 3/8 (3) 低温抑制纺锤体形成 减数分裂时染色体联会紊乱不能形成生殖细胞 【分析】题意分析，该植物的茎秆颜色受两对等位基因控制，基因B为修饰基因，BB使红色完全消失，Bb使红色淡化，因此红秆的基因型为A_bb；粉红色花的基因型为A_Bb；白花的基因型为 A_BB、aaB_、aabb；第二组子一代是粉秆，粉秆自交后代的性状分离比是3：6：7，有16种组合，因此可以判定，两对等位基因在遗传过程中遵循自由组合定律，且子一代的基因型是AaBb，亲本红秆的基因型是AAbb，白秆的基因型是aaBB。 【详解】（1）根据题意，A-BB、aa--为白色，A-Bb为粉色，A-bb为红色，第一组中，F1自交子代BB：Bb：bb=1：2：1，结合红秆：粉秆：白秆=1：2：1，可知F1粉色只能为AABb。 （2）纯合白秆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红秆（AAbb）→F1粉秆（A_Bb），自交→F2红秆：粉秆：白秆=3：6：7，说明F1的基因型为AaBb，F1（AaBb）自交所得F2为（AAbb、Aabb）（红秆）：（AABb、AaBb）（粉秆）：（AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb）（白秆）=3：6：7。让第二组F1粉秆进行测交，即AaBb×aabb，则F2中的基因型及表现型的比例为：Aabb红秆：AaBb粉秆：（aaBb、aabb）白秆=1：1：2。第二组F2中粉秆个体的基因型为1/3AABb、2/3AaBb，1/3AABb自交后代有1/3×1/4AABB为白秆，2/3AaBb自交后代有2/3×(3/16A-BB+4/16 aa--)为白秆，即7/24。两种情况综合可知，后代为白秆个体的比例占1/12+7/24=3/8。 （3）低温抑制纺锤体形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内的染色体数目增倍，因此，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿由于减数分裂时染色体联会紊乱不能形成生殖细胞，因此不能形成种子。 情境命题二 农业育种与应用类 4．（2025·云南·高考真题）冬瓜果面有蜡粉可提高果实抗病、耐日灼和耐储性。为探究冬瓜果面蜡粉的遗传方式并对蜡粉基因（用“A”“a”表示）进行定位，科研人员进行了一系列杂交实验，结果如表。 群体 植株总数/株 果面有蜡粉株数/株 果面无蜡粉株数/株 P1 30 30 0 P2 30 0 30 F1 523 523 0 F2 574 430 144 注：F1为P1和P2杂交后代，F2为F1自交后代。 回答下列问题： (1)根据杂交结果可知，果面蜡粉的遗传遵循基因的 定律，依据是 。 (2)实验证明蜡粉性状的改变是由基因突变引起的，突变基因上出现了一个限制酶H的切割位点，可用于在苗期筛选出果实表面有蜡粉的植株，据此设计引物后进行植株基因型鉴定的步骤为：提取基因组DNA→ 目的DNA片段→限制酶H切割扩增产物→电泳。结果显示P1植株为1条条带，P2植株为2条条带，则F2中有蜡粉的植株为 条条带，限制酶H的切割位点位于 （填“A”“a”或“A和a”）上。 (3)用表中材料设计实验，验证（1）中得到的结论，写出所选材料及遗传图解。 【答案】(1) 分离 F2中出现3:1的性状分离比，符合一对等位基因的遗传规律 (2) PCR扩增 1或3 a (3)选用材料：F1植株和P2植株 遗传图解 【分析】基因分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。 【详解】（1）根据杂交结果可知，果面蜡粉的遗传遵循基因的分离定律，因为F1自交得到的F2中，果面有蜡粉株数与果面无蜡粉株数之比约为3：1（430：144≈3：1），符合基因分离定律中杂合子自交后代性状分离比3：1的比值。 （2）要进行植株基因型鉴定，在提取基因组DNA后，需要通过PCR扩增目的DNA片段。P1植株为1条条带，P2植株为2条条带，说明P1为纯合子且其基因不能被限制酶H切割（假设P1基因型为AA），P2为纯合子且其基因能被限制酶H切割（假设P2基因型为aa），限制酶H的切割位点位于a上。F1基因型为Aa，F2中有蜡粉的植株基因型为AA或Aa。AA只有1条条带（不能被切割），Aa会有3条条带（A不能被切割为1条，a被切割为2条），所以F2中有蜡粉的植株为1条或3条条带。 （3）验证分离定律，采用测交的方法，所选材料：F1Aa与P2aa（测交实验可以验证基因的分离定律）。 5．（2025·浙江·高考真题）谷子（2n=18）俗称小米，是起源于我国的重要粮食作物，自花授粉。已知米粒颜色有黄色、浅黄色和白色，由等位基因E和e控制，其中白色（ee）是米粒中色素合成相关酶的功能丧失所致。锈病是谷子的主要病害之一。抗锈病和感锈病由等位基因R和r控制。现有黄色感锈病的栽培种和白色抗锈病的农家种，欲选育黄色抗锈病的品种。 回答下列问题： (1)授粉前，将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45~46℃温水中10min，目的是 ，再授以农家种的花粉。为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行 处理。同时，以栽培种为父本进行反交。 (2)正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，F2的表型及其株数如下表所示。 表型 黄色抗锈病 浅黄色抗锈病 白色抗锈病 黄色感锈病 浅黄色感锈病 白色感锈病 F2（株） 120 242 118 40 82 39 从F2中选出黄色抗锈病的甲和乙，浅黄色抗锈病的丙。甲自交子一代全为黄色抗锈病，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病。 ①栽培种与农家种杂交获得的F1产生 种基因型的配子，甲的基因型是 ，乙连续自交得到的子二代中，纯合黄色抗锈病的比例是 。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是 。 ②写出乙×丙杂交获得子一代的遗传图解 。 (3)谷子的祖先是野生青狗尾草（2n=18）。20世纪80年代开始，作物栽培中长期大范围施用除草剂，由于除草剂的 作用，抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，可采用的方法有 （答出2点即可）。 【答案】(1) 人工去雄 套袋 (2) 4 EERR 3/8 基因重组 (3) 选择 远缘杂交、体细胞杂交 【分析】基因的自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】（1）授粉前将处于盛花期的栽培种谷穗浸泡在45-46℃温水中10min，目的是人工去雄，防止自花授粉，因为谷子是自花授粉作物，这样做可以保证后续能接受农家种的花粉进行杂交。再授以农家种的花粉后，为防止其他花粉的干扰，对授粉后的谷穗进行套袋处理，以确保杂交的准确性。 （2）①正反交得到的F1全为浅黄色抗锈病，说明浅黄色是不完全显性性状且抗锈病为显性性状。F2中出现了多种表型，且比例接近9：3：3：1的变形，由此可推测控制米粒颜色和锈病抗性的基因位于两对同源染色体上，遵循基因的自由组合定律。F1的基因型为EeRr，能产生4种基因型的配子，分别为ER、Er、eR、er。甲自交子一代全为黄色抗锈病，说明甲为纯合子，基因型为EERR，乙自交子一代为黄色抗锈病和黄色感锈病，说明乙的基因型为EERr，乙连续自交，F1中EERr占1/2，EERR占1/4，F1自交，F2中纯合黄色抗锈病（EERR）的比例为1/4+1/2×1/4=3/8。杂交选育黄色抗锈病品种，利用的原理是基因重组，通过杂交使不同亲本的优良基因组合在一起。 ②浅黄色抗锈病的丙自交子一代为黄色抗锈病、浅黄色抗锈病和白色抗锈病，其基因型为EeRR。乙（EERr）×丙（EeRR）杂交获得子一代的遗传图解如下。 （3）由于除草剂的选择作用，抗除草剂的青狗尾草个体在生存竞争中更有优势，从而使抗除草剂的青狗尾草个体比例逐渐增加。若利用抗除草剂的青狗尾草培育抗除草剂的谷子，可采用的方法有：远缘杂交，将抗除草剂的青狗尾草与谷子杂交，然后筛选出具有抗除草剂性状的子代进行培育；体细胞杂交，用纤维素酶和果胶酶去除两种植物的细胞壁，在进行原生质体融合，得到杂种细胞，使谷子获得抗除草剂的性状。 6．（2025·全国二卷·高考真题）水稻为一年生植物，每次收获后需要重新播种。我国科学家展开了培育多年生水稻的相关研究。 (1)甲品系具有地下茎，地下茎可使水稻进行无性繁殖，从而具备多年生特性。将无地下茎的乙品系与甲品系进行如下图所示的杂交实验。结果显示，F2的性状分离比接近 ，由此判断这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。 (2)若要进一步验证上述结论，可设计的杂交方案和预期结果为 。研究者将2个控制地下茎的基因分别命名为R2和R3。 (3)DNA中存在许多简单重复序列（SSR），可作为基因定位的分子标记。通过对F2群体分子标记与表型的关联性分析，最终确定了R2和R3的位置，甲品系的基因和SSR在染色体上的位置关系如下图所示，乙品系的相关分子标记用小写字母表示，如m1。 F1在减数分裂过程中，有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换，推测F1雄配子中m1R2配子所占比例为 %。 (4)由于乙品系高产、口感好，且生育周期短，能实现一年两熟甚至三熟，适合在我国大面积种植。欲利用杂交育种，培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系，请完善育种流程。 。 【答案】(1)9:7 (2)将F1与乙品系进行测交，预期结果为子代中有地下茎与无地下茎的比例为1:3 (3)4.05 (4) 【分析】基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。 【详解】（1）根据F2有地下茎：无地下茎=3024:2237≈9:7，可知这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制。 （2）要验证上述结论（即这一相对性状由位于非同源染色体上的2对等位基因控制），可采用测交的方法。即让F1（双杂合子）与乙品系（隐性纯合子）杂交。若遵循自由组合定律，测交后代的基因型及比例为R1r1R2r2：R1r1r2r2：r1r1R2r2：r1r1r2r2 = 1:1:1:1，表现型及比例为有地下茎 : 无地下茎=1:3。 （3）已知有16.2%的初级精母细胞在R2基因和M1标记之间发生了一次互换。一个初级精母细胞减数分裂能产生4个配子，发生互换的初级精母细胞产生的4个配子中有1个是m1R2。设初级精母细胞总数为N，发生互换的初级精母细胞数为0.162N，这些细胞产生的m1R2配子数为0.162N，未发生互换的初级精母细胞不产生m1R2配子。所以F1雄配子中m1R2配子所占比例为0.162N÷4N=4.05%。 （4）乙品系高产、口感好，且生育周期短，能实现一年两熟甚至三熟，适合在我国大面积种植。利用杂交育种，培育可稳定遗传的具有地下茎的新型乙品系，育种流程为：将甲品系与乙品系杂交，获得F1（含有控制地下茎的基因，但为杂合子）；让F1与乙品系杂交，在后代中筛选含M1~M4分子标记的植株，继续与乙品系杂交，每代筛选含M2、M3分子标记的植株，最后让该类型植株自交，筛选可稳定遗传的具有地下茎的植株。图解如下： 7．（2024·全国甲卷·高考真题）袁隆平研究杂交水稻，对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。 (1)用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 (2)将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显，F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。基因R表达过程中，以mRNA为模板翻译产生多肽链的细胞器是 。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为 。 (3)以丙为父本与甲杂交（正交）得F1，F1自交得F2，则F2中与育性有关的表现型有 种。反交结果与正交结果不同，反交的F2中与育性有关的基因型有 种。 【答案】(1)细胞质 (2) 核糖体 3:1 (3) 1 3 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 基因的位置判断 细胞核基因遵循遗传定律，细胞基因具有母系遗传的特点 雄性不育株在杂交过程中作母本，子代始终表现为雄性不育，即与母本表型相同，说明雄性不育为母系遗传，即制雄性不育的基因位于细胞质中 翻译产生多肽链的细胞器 细胞器的结构和功能 核糖体是合成蛋白质的细胞器，以mRNA为模板完成脱水缩合的过程 （2）逻辑推理与论证 【详解】（1）由题意可知，雄性不育株在杂交过程中作母本，在与甲的多次杂交过程中，子代始终表现为雄性不育，即与母本表型相同，说明雄性不育为母系遗传，即制雄性不育的基因（A）位于细胞质中。 （2）以mRNA为模板翻译产生多肽链即合成蛋白质的场所为核糖体。控制雄性不育的基因（A）位于细胞质中，基因R位于细胞核中，核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达，则丙的基因型为A（RR）或a（RR），雄性不育乙的基因型为A（rr），子代细胞质来自母本，因此F1的基因型为A（Rr），核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达，因此F1表现为雄性可育，F1自交，子代的基因型及比例为A（RR）：A（Rr）：A（rr）=1：2：1，因此子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为3：1。 （3）丙为雄性可育基因型为A（RR）或a（RR），甲也为雄性可育基因型为a（rr），以丙为父本与甲杂交（正交）得F1，F1基因型为a（Rr）雄性可育，F1自交的后代F2可育，即则F2中与育性有关的表现型有1种。反交结果与正交结果不同，则可说明丙的基因型为A（RR），甲的基因型为a（rr），反交时，丙为母本，F1的基因型为A（Rr），F2中的基因型及比例为A（RR）：A（Rr）：A（rr）=1：2：1，即F2中与育性有关的基因型有3种。 8．（2023·北京·高考真题）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。 (1)我国科学家用诱变剂处理野生型油菜（绿叶），获得了新生叶黄化突变体（黄化叶）。突变体与野生型杂交，结果如图甲，其中隐性性状是 。    (2)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（如图乙）。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。    (3)油菜雄性不育品系A作为母本与可育品系R杂交，获得杂交油菜种子S（杂合子），使杂交油菜的大规模种植成为可能。品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，由此可大量繁殖A。在大量繁殖A的过程中，会因其他品系花粉的污染而导致A不纯，进而影响种子S的纯度，导致油菜籽减产。油菜新生叶黄化表型易辨识，且对产量没有显著影响。科学家设想利用新生叶黄化性状来提高种子S的纯度。育种过程中首先通过一系列操作，获得了新生叶黄化的A1，利用黄化A1生产种子S的育种流程见图丙。    ①图丙中，A植株的绿叶雄性不育子代与黄化A1杂交，筛选出的黄化A植株占子一代总数的比例约为 。 ②为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，简单易行的田间操作用 。 【答案】(1)黄化叶 (2) 用限制酶B处理 3 (3) 1/2 在开花前把田间出现的绿叶植株除去 【分析】基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变。碱基对的增添、缺失或替换如果发生在基因的非编码区，则控制合成的蛋白质的氨基酸序列不会发生改变；如果发生在编码区，则可能因此基因控制合成的蛋白质的氨基酸序列改变。 【详解】（1）野生型油菜进行自交，后代中既有野生型又有叶黄化，由此可以推测黄化叶是隐性性状。 （2）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。野生型基因电泳结果有一条带，叶黄化的基因电泳结果有两条带，则F2中杂合子电泳条带数目应为3条。 （3）①品系A1育性正常，其他性状与A相同，A与A1杂交，子一代仍为品系A，推测不育基因位于细胞质中，A植株的绿叶雄性不育子代仍为雄性不育，且为绿叶杂合子，与黄化A1（aabb）杂交，后代中一半黄化，一半绿叶，筛选出的黄化A植株（Aabb）占子一代总数的比例约为1/2。 ②A不纯会影响种子S的纯度，为减少因花粉污染导致的种子S纯度下降，应在开花前把田间出现的绿叶植株除去。 9．（2025·云南·模拟预测）燕麦是我国特色杂粮，有“植物黄金”“粗粮之王”的美誉。燕麦的颖色有黑色、黄色、白色三种类型，由两对等位基因(A/a、B/b)控制。现用纯合黑颖燕麦与纯合黄颖燕麦杂交，全为黑颖。F1自交得到F2，其表型及比例为黑颖：黄颖：白颖=12：3：1。回答下列问题。 (1)纯合黑颖亲本和纯合黄颖亲本的基因型分别为 ；黑颖燕麦因花青素等营养成分含量更高而更受消费者青睐，F2中黑颖燕麦的基因型有 种。 (2)下图①~③中，能正确表示F1正常体细胞中部分基因与染色体关系的是 ，判断的依据是 。 (3)用题干中的材料设计实验，验证(2)中得到的结论，写出所选材料及遗传图解 。 【答案】(1) AAbb、aaBB 6/六 (2) ③ 自交后代表型及比例为黑颖：黄颖：白颖，符合基因的自由组合定律，推测正常体细胞中两对等位基因(A/a、B/b)是位于非同源染色体上的非等位基因 (3)用黑颖植株和中的白颖植株测交，遗传图解如下，所得后代中黑颖：黄颖：白颖 【分析】用纯种黄颖与纯种黑颖杂交，F1全为黑颖，F1自交产生的F2中，黑颖：黄颖：白颖=12：3：1，是“9：3：3：1”的变式，说明控制燕麦颖色的两对基因（A和a，B和b）位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，且只要有A存在就表现为黑颖，有B无A时表现为黄颖，无A和B时表现为白颖。 【详解】（1）F2中黑颖：黄颖：白颖=12：3：1，是“9：3：3：1”的变式，这说明F1的基因型为AaBb，则亲本的基因型为AABB×aabb或AAbb×aaBB，又已知只要有A存在就表现为黑颖，有B无A时表现为黄颖，无A和B时表现为白颖，因此亲本的基因型为AAbb×aaBB，F2中黑颖的基因型有AABB、AABb、AaBB、AaBb、AAbb、Aabb共6种。 （2）由于F1自交产生的F2中，黑颖：黄颖：白颖=12：3：1，是“9：3：3：1”的变式，说明控制燕麦颖色的两对基因（A和a，B和b）位于非同源染色体上，遵循基因的自由组合定律，故选③。 （3）采用测交法，用F1黑颖植株和F2中的白颖植株测交，若后代性状分离比为黑颖：黄颖：白颖=2：1：1，即可验证两对基因位于非同源染色体上，遵循自由组合定律。故答案为用F1黑颖植株和F2中的白颖植株测交，遗传图解如下，所得后代中黑颖：黄颖：白颖=2：1：1。 10．（2025·四川乐山·一模）袁隆平在《杂交水稻》杂志1987年第一期上发表的《杂交水稻的育种战略设想》一文指出，杂交水稻的育种可以分为三系法、二系法和一系法三个战略发展阶段。其中三系杂交稻（2n=24）是我国研究应用最早的杂交水稻，其细胞核和细胞质中都含有相关基因影响雄蕊的育性。细胞核中相关基因为可育恢复基因（R）和非恢复基因（r），且R对r显性；细胞质中相关基因为正常可育基因（N）和雄性不育基因（S）。上述四种基因的关系中，R能够抑制S的表达即：基因型为S（RR）的水稻表现为雄性可育；当细胞质基因为N时，无论细胞核中含有R基因还是r基因，植株都表现为雄性可育。二系法是光温敏雄性不育，在环境温度高于临界温度或长日照条件下表现为雄性不育。培育过程如图所示，请回答下列问题。 (1)水稻雄性不育系产生的花粉全部败育，使其在育种工作中，只能作 ，因此具有重要的意义，可免去人工杂交实验中的 操作，提高效率。 (2)两系杂交应当在 的环境条件下自交繁育，在 的环境条件下杂交制种。光温敏水稻在不同条件下育性不同的根本原因是 。 (3)图2中的恢复系R的基因型为 ，若基因型为S（Rr）的个体连续自交两代，则F2中雄性不育个体所占的比例为 。 【答案】(1) 母本 人工去雄 (2) 低温且短日照 高温或长日照 基因的选择性表达 (3) N（RR）或 S（RR） 1/6 【分析】分析题干信息可知：雄性的育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制，基因型包括：N（RR）、N（Rr）、N（rr）、S（RR）、S（Rr）、S（rr）。其中R和N为可育基因，r和S为不育基因；只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育，故只有S（rr）表现雄性不育，其它均为可育，即只要存在可育基因，就表现为可育。 【详解】（1）水稻雄性不育系产生的花粉全部败育，不能作为父本提供花粉，所以在育种工作中只能作母本。进行人工杂交实验时，对于母本需要去除雄蕊以防止自花授粉，而雄性不育系免去了人工杂交实验中的人工去雄操作，提高了效率。 （2）两系杂交需要在雄性可育的环境条件下自交繁育，这样才能产生种子；在雄性不育的环境条件下杂交制种，因为雄性不育时不会自交，能保证杂交的纯度。因此，结合图示分析，两系杂交应当在低温且短日照的环境条件下自交繁育，在高温或长日照的环境条件下杂交制种。光温敏水稻在不同条件下育性不同，在环境温度高于临界温度或长日照条件下表现为雄性不育，其根本原因是基因的表达受环境条件影响，即基因的选择性表达。 （3）由图2可知，利用不育系S（rr）与恢复系杂交生产杂交种，而杂交种可育，基因型为S（Rr），所以恢复系R的基因型为N（RR）或S（RR）。据题意可知，S（rr）是雄性不育，雄性可育为N（R_）、N（rr）、S（R_），基因型为S（Rr）的个体自交，F1的基因型为S（RR）、S（Rr）、S（rr），比例为1∶2∶1，其中只有S（rr）为雄性不育，F1再自交，即1/3S（RR）、2/3S（Rr）自交， F2中雄性不育S（rr）的比例为2/3 ×1/4=1/6。 11．（2026·河南郑州·一模）水稻是重要的粮食作物，杂交水稻的培育离不开雄性不育株，回答下列问题。 (1)1970年，袁隆平团队发现了野败雄性不育株，并成功培育出三系杂交水稻。 ①用性状优良的水稻纯合体（甲）给某雄性不育水稻植株授粉，杂交子一代均表现雄性不育；杂交子一代与甲回交（回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配），子代均表现雄性不育；连续回交获得性状优良的雄性不育品系（乙）。由此推测控制雄性不育的基因（A）位于 （填“细胞质”或“细胞核”）。 ②将另一性状优良的水稻纯合体（丙）与乙杂交，F1均表现雄性可育，且长势与产量优势明显，F1即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达。F1自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为 。 (2)1988年，邓华凤等发现了水稻温敏雄性不育系。该不育系在高温条件下不育，低温条件下可育。 ①不育性状由t基因控制，对应的可育基因用T表示，其非模板链部分序列如下图所示，由图可知t基因在表达过程中，翻译 ，导致其编码的核糖核酸酶功能丧失，无法降解UbL40基因的 ，UbL40蛋白过量积累，导致花药败育。（AUG为起始密码子，UAG、UGA、UAA为终止密码子） ②在较低温度条件下，UbL40基因表达水平较低，花药发育正常，育性恢复。综上，说明生物的性状是 。 (3)2025年，科学家利用细胞核显性雄性不育品系S221培育出水稻新品种ZY532，用到的水稻品系如图1，培育过程如图2，据图回答下列问题。 品系名称 特征 S221 显性核不育 09598 抗稻瘟病、耐高温 鄂中5号 优质、耐高温 源丰占 优质 云香软 优质有香味 图1 ①S221先后与多个品种杂交目的是 ，编号44006的植株应选择 （填“雄性可育”“雄性不育”）的，其连续自交的目的是 。 ②若要加快育种进程，可采用的方法有 （答出2点即可）。 【答案】(1) 细胞质 3：1 (2) 提前终止 mRNA 由基因和环境共同决定的 (3) 将各品种的优良性状基因整合到一株水稻上 雄性可育 通过基因重组获得具有多种优良性状的纯合子 单倍体育种；用基因检测的方法筛选所需要的植株 【分析】1、基因的分离定律的实质是：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。 2、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。 【详解】（1）①由题意可知，雄性不育株在杂交过程中作母本，在与甲的多次杂交过程中，子代始终表现为雄性不育，即与母本表型相同，说明雄性不育为母系遗传，即控制雄性不育的基因（A）位于细胞质中。 ②控制雄性不育的基因（A）位于细胞质中，基因R位于细胞核中，核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达，则丙的基因型为A（RR）或a（RR），雄性不育乙的基因型为A（rr），子代细胞质来自母本，因此F1的基因型为A（Rr），核基因R的表达产物能够抑制基因A的表达，因此F1表现为雄性可育，F1自交，子代的基因型及比例为A（RR）：A（Rr）：A（rr）=1：2：1，因此子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为3：1。 （2）①由图可知，t基因的非模板链上原本T基因对应的“TCG”变为了“TAG”，根据碱基互补配对原则，在转录形成mRNA时，t基因转录出的mRNA上会出现终止密码子（UAG）。在翻译过程中，遇到终止密码子会提前终止，所以t基因在表达过程中，翻译提前终止，导致其编码的核糖核酸酶功能丧失。因为核糖核酸酶能降解UbL40基因的mRNA，功能丧失后无法降解UbL40基因的mRNA，使得UbL40蛋白过量积累，导致花药败育。 ②在高温条件下，水稻温敏雄性不育系不育；在较低温度条件下，UbL40基因表达水平较低，花药发育正常，育性恢复。这表明生物的性状是基因和环境共同作用的结果。 （3）①S221先后与多个品种杂交，是因为不同品种具有不同的优良性状，通过杂交可以将多个品种的优良性状集中到一个个体上，所以目的是将多个品种的优良性状集中到一个个体（一株水稻）上。S221是显性核不育品系，在杂交过程中，编号44006的植株应选择雄性可育的，这样才能通过自交等操作进行后续培育。 连续自交可以让杂合子不断纯合，通过基因重组获得具有多种优良性状的纯合子。 ②若要加快育种进程，单倍体育种能明显缩短育种年限，因为它可以快速获得纯合子；也可用基因检测的方法筛选所需要的植株。 12．（2026·陕西·一模）1973年，石明松先生发现光敏感雄性核不育突变体水稻“农垦58S”， 该突变体性状由光敏核不育基因控制，这种不育系性状随日照的长短而发生变化。下表为不同光温条件下突变体花粉育性的比较（用KI染色，染成蓝色即为可育，可染率小于20%认定为不育）。 短日低温 短日高温 长日低温 长日高温 可染率 41.9% 30.2% 5.1% 0 请根据以上信息回答问题： (1)为了证明农垦58S突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制，科研人员设计了如下实验：将 杂交后，获得F1代，均表现为野生型，自交获得的F2代，在日照条件为 条件下分析F2个体的育性。若杂交结果是 ，则可初步证明农垦58S突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制。 (2)研究发现农垦58S光敏核不育基因是位于12号染色体上的pms3基因发生基因突变所致，研究人员对突变体花粉中pms3基因转录的mRNA含量进行分析，结果如下图所示，由此说明pms3基因与花粉可育性之间的关系是 。 (3)农垦58S的育性是可以转换的，在长日照高温条件下不育，在短日照低温条件下育性最高，这说明 ；如果你是科研工作者，请利用农垦58S设计一个杂交实验保存光敏雄性不育性状： 。 【答案】(1) 突变体与野生型（或“农垦58S与野生型”） 长日照 F2表现型及比例为野生型:突变体=3:1（可育:不可育=3:1） (2)花粉育性与pms3基因的转录量呈正相关，足量的pms3基因转录产物RNA是花粉正常发育所必需的 (3) 生物的性状受到环境因素的影响 以农垦58S为亲本，在短日低温条件下进行自交，获得的农垦58S在长日照条件下可以保持光敏雄性不育的性状 【分析】杂交育种：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育，获得新品种的方法。方法：杂交→自交→选优→自交。原理：基因重组。通过基因重组产生新的基因型，从而产生新的优良性状。表现型与基因型的关系：表现型=基因型+环境。 【详解】（1）证明突变体性状是由细胞核内一对等位基因控制，根据基因分离定律的研究思路设计实验，将突变体与野生型杂交后，获得F1代，均表现为野生型，自交获得的F2代，在日照条件为长日照条件下分析个体的育性，发现F2表现型及比例为野生型：突变体=3：1（可育:不可育=3:1），即可初步证明。 （2）结合表格和图示可知，花粉育性越高，pms3基因转录的mRNA含量相对值就越高，由此说明，花粉育性与pms3基因的转录量呈正相关，足量的pms3基因转录产物RNA是花粉正常发育所必需的。 （3）农垦58S在不同条件下育性不同说明生物的性状受到环境因素的影响；由于农垦58S的育性是可以转换，因此可以在可育条件下利用农垦58S纯合子自交，获得的58S，改变培养条件即可获得可育或不可育的农垦58S。因此设计思路为：以农垦58S为亲本，在短日低温条件下进行自交，自交后代依然为农垦58S，且在长日照条件下可以保持光敏雄性不育的性状。 13．（2026·四川眉山·一模）中国科学家屠呦呦获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。青蒿素是从黄花蒿中提取的，二倍体黄花蒿的茎秆颜色由两对独立遗传的等位基因 A/a 和 B/b 控制，基因 A 控制红色素合成，基因B 为修饰基因，BB 使红色素完全消失，Bb 使红色素颜色淡化。现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下： 第一组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆-1：2： 1 第二组：P 白秆×红秆→F1 粉秆 F2 红秆 ：粉秆 ：白秆=3：6：7 回答下列问题： (1)第一组 F1 粉秆植株的基因型是 。 (2)若将第二组 F2 粉秆植株进行测交，测交后代的表现型及比例是 。若将第二组 F2 中粉秆个体自交，后代中白秆植株所占的比例是 。 (3)四倍体黄花蒿中青蒿素含量通常高于二倍体黄花蒿，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿，原因是 。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿一般不能形成种子，原因是 。 【答案】(1)AABb (2) 红秆：粉秆：白秆=1：1：2 3/8 (3) 低温抑制纺锤体形成 减数分裂时染色体联会紊乱不能形成生殖细胞 【分析】题意分析，该植物的茎秆颜色受两对等位基因控制，基因B为修饰基因，BB使红色完全消失，Bb使红色淡化，因此红秆的基因型为A_bb；粉红色花的基因型为A_Bb；白花的基因型为 A_BB、aaB_、aabb；第二组子一代是粉秆，粉秆自交后代的性状分离比是3：6：7，有16种组合，因此可以判定，两对等位基因在遗传过程中遵循自由组合定律，且子一代的基因型是AaBb，亲本红秆的基因型是AAbb，白秆的基因型是aaBB。 【详解】（1）根据题意，A-BB、aa--为白色，A-Bb为粉色，A-bb为红色，第一组中，F1自交子代BB：Bb：bb=1：2：1，结合红秆：粉秆：白秆=1：2：1，可知F1粉色只能为AABb。 （2）纯合白秆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红秆（AAbb）→F1粉秆（A_Bb），自交→F2红秆：粉秆：白秆=3：6：7，说明F1的基因型为AaBb，F1（AaBb）自交所得F2为（AAbb、Aabb）（红秆）：（AABb、AaBb）（粉秆）：（AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb）（白秆）=3：6：7。让第二组F1粉秆进行测交，即AaBb×aabb，则F2中的基因型及表现型的比例为：Aabb红秆：AaBb粉秆：（aaBb、aabb）白秆=1：1：2。第二组F2中粉秆个体的基因型为1/3AABb、2/3AaBb，1/3AABb自交后代有1/3×1/4AABB为白秆，2/3AaBb自交后代有2/3×(3/16A-BB+4/16 aa--)为白秆，即7/24。两种情况综合可知，后代为白秆个体的比例占1/12+7/24=3/8。 （3）低温抑制纺锤体形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内的染色体数目增倍，因此，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿由于减数分裂时染色体联会紊乱不能形成生殖细胞，因此不能形成种子。 情境命题三 科技前沿类 14．（2025·全国二卷·高考真题）斑翅果蝇是农业害虫。我国研究者利用基因编辑技术培育带有雌性不育基因的斑翅果蝇，若将其释放到野外可降低野生斑翅果蝇种群数量。 (1)CRISPR/Cas9基因编辑系统中的gRNA与靶基因特异性结合，引导Cas9酶切断靶基因。断裂的DNA可能发生非同源末端连接修复，导致靶基因中发生碱基的 ，引起基因突变；也可能发生同源重组修复，导致靶基因被供体DNA中的片段替换（图1）。 (2)果蝇2号染色体上T基因控制合成一种信号物质，该物质由神经细胞分泌，是雌蝇产卵的必需信号，对雄蝇育性无影响。研究者制备图2所示供体DNA，将其与靶向T基因的gRNA和Cas9酶共同注入果蝇受精卵。继续培养后在低倍镜下挑选出 的成蝇，即为成功实现驱动片段替换的个体——G0。 (3)理论上，当细胞中1个T基因被驱动片段替换后，会表达靶向T基因的gRNA和Cas9酶，同时作为同源重组修复的模板，导致 ，使雌蝇不育。用G0雄蝇与野生型雌蝇杂交，F1雌蝇育性情况为 。 (4)有的G0果蝇受精卵中T基因发生末端连接修复，突变为t基因。t基因既不能正常表达，也不能被gRNA识别。用携带t基因的G0雄蝇与野生型雌蝇杂交，F1自由交配，若整个过程中没有t基因的新发产生，F2雌蝇中可育个体占比为 ，可见t基因对驱动片段在种群中的传播有抵抗作用。 (5)研究者对驱动片段进行改造，将其中编码gRNA的基因增加为3个，分别靶向T基因中不同的位点。请评价改造后的驱动片段的优点 。 【答案】(1)增添、缺失或替换 (2)发出红色荧光 (3) 另1个T基因也被驱动片段替换 均不育 (4)3/8 (5)T基因中即使发生末端连接修复，也可以被其它gRNA识别，引发同源重组修复，降低t基因产生概率 【分析】DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构改变，称为基因突变，基因突变若发生在配子中，将遵循遗传规律传递给后代；若发生在体细胞中则不能遗传 【详解】（1）基因突变是指碱基对的增添、缺失或替换。故断裂的DNA可能发生非同源末端连接修复，导致靶基因中发生碱基的增添、缺失或替换，引起基因突变。 （2）将供体DNA与靶向T基因的gRNA和Cas9酶共同注入果蝇受精卵，实质是基因工程中将基因表达载体注入受体细胞，需要根据标记基因挑选，图2中红色荧光蛋白基因是标记基因，所以在低倍镜下挑选出发出红色荧光的成蝇，即为成功实现驱动片段替换的个体——G0。 （3）当细胞中1个T基因被驱动片段替换后，会表达靶向T基因的gRNA和Cas9酶，而gRNA可以与T基因特异性结合，同时Cas9酶在特定位点将其切割，所以导致另1个T基因也被驱动片段替换，用G0雄蝇与野生型雌蝇杂交，杂交子代中一对同源染色体上T基因被替换，而另一条没有被替换，但根据前面分析，最终这对染色体上的T基因都会被替换，所以F1雌果蝇均不育。 （4）有的C0果蝇受精卵中T基因发生末端连接修复，突变为t基因。t基因既不能正常表达，也不能被gRNA识别，t基因本身也是发生了基因突变，所以tt是不育的，但不能将野生型2号染色体上的T基因进行驱动片段替换，因此如果果蝇同时含有t和野生型基因，是可育的。 用携带t基因的C0雄蝇（记为Tt）与野生型雌蝇（记为++）杂交，子代T+：t+=1:1，T+变为TT，在雌果蝇中表现不育，所以F1自由交配，雄果蝇产生的配子T：t：+=2:1:1，雌果蝇产生的配子t：+=1:1，随机结合F2中Tt：T+：tt：t+：++=2:2:1:2:1，所以雌果蝇中可育个体比例为3/8。 （5）对驱动片段进行改造，将其中编码gRNA的基因增加为3个，分别靶向T基因中不同的位点的好处是T基因中即使发生末端连接修复，也可以被其它gRNA识别，引发同源重组修复，降低t基因产生概率。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $