专题五 遗传的分子基础、变异与进化（热点拓展）（课件PPT）-【高考快车道】2026年高考生物大二轮专题复习与策略

热点拓展 热点1　DNA测序及损伤修复机制 1．(2024·湖南卷改编)最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP)，子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补配对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP)，继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) 1 √ A．上述PCR反应体系中需加入两种引物 B．电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C．5′—CTACCCGTGAT—3′为对照个体的一段序列 D．患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 C　[利用双脱氧测序法时，PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A错误。电泳时，产物的片段越大，迁移速率越慢，B错误。依据分析中双脱氧测序法的原理，可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3′终端的碱基，如＋ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3′终端碱基就是A，另外由于每个片段的起始点相同，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基；图示电泳方向为从上到下，即对应的DNA片段为从长到短，则对应的DNA测序结果为3′→5′， 如对照个体的电泳结果最短的条带为＋ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5′端第一个碱基为C；因此对照个体的测序结果为5′—CTACCCGTGAT—3′，患者的测序结果为5′—CTACCTGTGAT—3′，C正确。对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，D错误。] 2．(2023·浙江6月卷)紫外线引发的DNA损伤，可通过“核苷酸切除修复(NER)”方式修复，机制如图所示。着色性干皮症(XP)患者的NER酶系统存在缺陷，受阳光照射后，皮肤出现炎症等症状。患者幼年发病，20岁后开始发展成皮肤癌。下列叙述错误的是(　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 A．修复过程需要限制酶和DNA聚合酶 B．填补缺口时，新链合成以5′到3′的方向进行 C．DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，对细胞最有利 D．随年龄增长，XP患者几乎都会发生皮肤癌的原因，可用突变累积解释 √ 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 C　[修复过程中，限制酶识别特定的双链DNA序列并使DNA在特定位置断裂，DNA聚合酶以DNA链为模板合成新链，A正确；填补缺口时，新链合成与DNA复制相似，以5′到3′的方向进行，B正确；如果DNA有害损伤发生后，在细胞增殖后进行修复，可能有更多的细胞含有损伤的DNA，C错误；XP患者的核苷酸切除修复系统存在缺陷，不能修复紫外线引发的DNA损伤，随年龄增长，XP患者细胞积累的损伤DNA增多，进而发生皮肤癌，这可用突变累积解释，D正确。] 创新解读 DNA测序与DNA损伤修复主要以选择题的形式考查，重点考查DNA测序(Sanger测序法)的原理、DNA损伤修复的机制[碱基切除修复、核苷酸切除修复(NER)]及修复失败的后果等内容。试题多以图示和文字描述相结合，DNA测序类题目往往要求考生根据电泳图谱推导DNA序列，或通过测序结果确定致病基因的位置、判断基因突变类型(如点突变、缺失)。DNA损伤修复类题目要求考生根据图示理解修复过程和机理，准确判断修复过程所需要的酶等条件，能够 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 正确分析DNA损伤修复与疾病的关系等。总体上呈现情境化、综合化的考查趋势。要求学生熟练掌握核心概念(如修复类型、测序原理)，具备图文转换能力(如解读电泳图谱、流程图)，能够联系实际问题(如遗传病诊断、癌症预防)进行逻辑推理。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 1．Sanger测序法(双脱氧末端终止法测序) (1)基本原理 将含有适量待测单链DNA模板、引物、四种脱氧核苷三磷酸(dNTP)和DNA聚合酶等混合物分别加到4支试管中，每支试管中再分别加入1种足量的放射性同位素标记双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)，在子链合成过程中，ddNTP可以与dNTP竞争核苷酸链延长位点，并终止DNA片段的延伸。最终分离4支试管中的所有子链片段，分泳道进行电泳，用放射自显影法显示后的结果为电泳图。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)DNA测序电泳图的结果分析 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 分析方法：①沿着泳动远端→近端的顺序，依次读出电泳图谱的碱基序列，此为子链5′→3′方向的碱基序列；②按照碱基互补配对原则，写出模板序列。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 2．DNA受损后的几类重要修复机制 (1)光复活修复 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)碱基切除修复 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (3)核苷酸切除修复 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 1．(2025·山东青岛一模)已知紫外线(UV)可诱导DNA单链上相邻的T之间相互结合形成嘧啶二聚体，阻碍碱基正常配对而导致复制错误引起突变，DNA修复机制对维持遗传稳定性至关重要。研究人员发现某细菌中存在两种如图所示修复机制：①光复活修复：光复活酶(PRE)在可见光下直接切割二聚体，恢复原结构；②暗修复：无需光照，通过切除损伤单链并重新合成。下列说法正确的是 (　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 A．PRE可将嘧啶二聚体的磷酸二酯键断开 B．暗修复过程中还需消耗原料、能量和引物 C．PRE基因发生碱基替换后，在光照下PRE的修复功能可能正常 D．UV诱导DNA形成嘧啶二聚体引起的变异不可遗传 √ 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 C　[由图可知，PRE(光复活酶)切割的是相邻T碱基之间形成的环状共价键，并非磷酸二酯键，A错误；无需光照，通过切除损伤单链并重新合成，即暗修复，切除损伤片段后，DNA聚合酶可直接利用缺口处原有的3′—OH末端延伸合成新链，不需要引物，B错误；由于密码子的简并，基因的碱基替换可能未改变氨基酸的排列顺序，酶活性不变，则在光照条件下PRE的修复功能可能仍维持正常，C正确；若嘧啶二聚体未被修复而导致DNA碱基序列永久改变，则该突变在细胞分裂过程中是可以遗传的，D错误。] 2．(2025·安徽卷节选)科研小组采用PCR技术，扩增出野生稻和栽培稻Bh/bh基因的片段，电泳结果见图1。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 说明：野生型Bh基因的部分序列为：5′—GATTCGCTCACA—3′，该链为非模板链，编码的肽链为天冬氨酸—丝氨酸—亮氨酸—苏氨酸。UAA、UAG为终止密码子。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 与野生稻相比，栽培稻2是由于Bh基因发生了______________，颖壳表现为黄色。栽培稻1和野生稻的PCR扩增产物大小一致，科研小组进行了DNA测序，结果见图2(图中仅显示两者含有差异的部分序列，其余序列一致；A、T、G、C表示4种碱基)。比较两者DNA碱基序列，发现栽培稻1是由于Bh基因中的DNA序列发生_____________________________，导致________________________ _________________________________________________，颖壳表现为黄色。 碱基对的缺失 碱基对替换(C—G被A—T替换) 相应的mRNA上的密码子 发生改变，其指导合成的蛋白质中氨基酸序列发生改变 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 [解析]　据图1可知，野生稻的电泳条带比栽培稻2电泳条带距离进样口近，故野生稻的相关基因比栽培稻的相关基因长，故可知，与野生稻相比，栽培稻2是由于Bh基因发生了碱基对的缺失。据图2可知，野生型Bh基因的部分序列为：5′—GATTCGCTCACA—3′(该链为非模板链)，栽培稻1相应的碱基序列是5′—GATTAGCTCACA—3′，故可知，发现栽培稻1是由于Bh基因中的DNA序列中C—G碱基对被替换成了A—T碱基对，导致相应的mRNA上的密码子UCG变为UAG，终止密码子提前出现，其指导合成的蛋白质中氨基酸序列发生改变，颖壳表现为黄色。 热点2　表观遗传的常见机制(甲基化、乙酰化、RNA干扰、染色质重塑、剂量补偿效应、遗传印记) 1．(2025·江苏卷)甲基化读取蛋白Y识别甲基化修饰的mRNA，引起基因表达效应改变，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 √ A．甲基化通过抑制转录过程调控基因表达 B．图中甲基化的碱基位于脱氧核糖核苷酸链上 C．蛋白Y可结合甲基化的mRNA并抑制表达 D．若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 D　[观察可知，甲基化是发生在mRNA上，不是抑制转录过程，而是影响mRNA的翻译过程来调控基因表达，A错误；由图可知甲基化发生在mRNA上，mRNA是核糖核苷酸链，不是脱氧核糖核苷酸链，B错误；从图中可知甲基化的mRNA会降解，而蛋白Y与甲基化的mRNA结合后可以表达，说明蛋白Y结合甲基化的mRNA并促进表达，C错误；表观遗传可以由某些碱基的甲基化或蛋白质乙酰化引起，若图中DNA的碱基甲基化也可引起表观遗传效应，D正确。] 2．(2025·广东卷节选)在繁育陶赛特绵羊的过程中，发现一只臀部骨骼肌尤为发达、产肉量高(美臀)的个体。研究发现，美臀性状由单基因(G/g)突变所导致，以常染色体显性方式遗传。此外，美臀性状仅在杂合子中，且G基因来源于父本时才会表现，母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状。回答下列问题： (1)育种人员将美臀公羊和野生型正常母羊杂交，子一代中美臀羊的理论比例为________；选择子一代中的美臀羊杂交，子二代中美臀羊的理论比例为________。 1/2 1/4 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)由于羊角具有一定的伤害性，育种人员尝试培育美臀无角羊。陶赛特绵羊另一条常染色体上R基因的隐性突变导致无角性状产生，如图a进行杂交，P美臀有角羊应作为________(填“父本”或“母本”)，便于从F1中选择亲本；若要实现F3中美臀无角个体比例最高，应在F2中选择亲本基因型为____________________________。 父本 GGrr(父本)和ggrr(母本) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (3)研究发现，美臀性状由G基因及其附近基因(图b)共同参与调控，其中D基因调控骨骼肌发育，其高表达使羊产生美臀性状；M基因的表达则抑制D基因的表达。来自父本的G基因使D基因高表达，而来自母本、具有相同序列的G基因只促进M基因的表达，这种遗传现象属于_________。GG基因型个体的体型正常，推测其原因：______________________________________________________。 表观遗传 来自母本的G基因促进M基因表达，抑制D基因的高表达 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 [解析]　(1)美臀公羊(基因型为Gg，且G来自父本)和野生型正常母羊(基因型为gg)杂交，父本产生G和g两种配子，母本产生g一种配子，根据基因的分离定律，子一代的基因型及比例为Gg∶gg＝1∶1。由于美臀性状仅在杂合子中且G基因来源于父本时才会表现，所以子一代中美臀羊(Gg且G来自父本)的理论比例为1/2。子一代中的美臀羊(Gg，G来自父本)杂交，父本产生G和g两种配子，母本也产生G和g两种配子。G基因来源于父本时才会表现，母本来源的G基因可通过其雄性子代使下一代杂合子再次表现美臀性状，子二代中美臀羊的理论比例为1/4。(2)因为G基因来源于父本时才会表现，若P美臀有角羊作为父本，其产生的含G基因的配子与母本(正 常无角羊)产生的配子结合，在F1中更容易根据美臀性状选择出含有G基因的个体作为亲本，所以P美臀有角羊应作为父本。欲在F3中获得尽可能多的美臀无角个体(Ggrr且G来自父本)。F2中选择GGrr(父本)和ggrr(母本)杂交，这种组合子代均为美臀无角个体。(3)来自父本和母本的相同基因(G基因)由于来源不同而表现出不同的遗传效应的现象属于表观遗传。GG基因型个体中，两个G基因分别来自父本和母本，来自父本的G基因使D基因高表达，但来自母本的G基因促进M基因表达，M基因的表达抑制D基因的表达，所以D基因不能持续高表达，导致GG基因型个体的体型正常。 创新解读 表观遗传的常见机制在高考中主要围绕DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控及基因组印记等核心内容展开，考查形式以选择题为主。考查内容聚焦表观遗传机制对基因表达和表型的影响。具体题目常结合医学研究(如肿瘤表观遗传异常)、农业应用(如作物春化作用)等实际问题，要求考生分析表观遗传在疾病发生或性状调控中的作用。高频考点包括：启动子区域甲基化修饰导致转录沉默；组蛋白乙酰化与基因激活相关，去乙酰化则抑制转录；miRNA与靶mRNA结合抑制翻译，长链非编码RNA(lncRNA)可招募甲基转移酶调控染色质结构；基因组印记则通过亲本来源差异影响表型。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 预测未来高考中，整合表观遗传多机制关联调控的影响(如非编码RNA与DNA甲基化协同调控基因表达)，与现代生物技术结合(如基因编辑、RNA干扰等)将成为新趋势。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 1．DNA的甲基化与组蛋白的乙酰化 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 2．RNA干扰 RNA干扰，是由小分子RNA介导的，一种抑制特殊基因表达的现象。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 3．染色质重塑 染色质重塑是指基因表达的过程中，染色质的包装状态、核小体中组蛋白以及对应DNA分子发生改变。染色质重塑酶可以借助ATP，使核小体与DNA分离，从而激活基因的转录。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 4．“剂量补偿效应”与“巴氏小体” (1)剂量补偿效应 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)巴氏小体 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 5．遗传印记 组织或细胞中，基因的表达具有亲本选择性，即只有一个亲本的等位基因表达，而另一亲本的等位基因不表达或很少表达的现象称为遗传印记。父系不表达称父系印记，母系不表达称母系印记，相应的基因则称为印记基因。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 胰岛素样生长因子2(IGF2)基因是最早发现的印记基因，位于小鼠7号常染色体上，存在有功能型的A基因和无功能型的a基因，A基因能促进小鼠生长，而a基因无此功能。IGF2基因在雌鼠形成配子时印记重建为甲基化，在雄鼠形成配子时为去甲基化，过程如图所示。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2025·浙江衢州模拟)研究发现，DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA(如miRNA)调控等过程发生异常，均可导致癌症的发生，相关机制如图所示。下列关于图中所示机制的叙述，错误的是(　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 √ A．组蛋白的乙酰化会影响RNA聚合酶与启动部位结合 B．抑癌基因的启动部位高度甲基化会促进该基因的转录 C．miRNA与靶向mRNA进行碱基互补配对会抑制翻译过程 D．抑癌基因表达受抑制、原癌基因过量表达可引发癌变 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 B　[组蛋白乙酰化通常使染色质结构松散，促进RNA聚合酶与启动子结合，增强基因表达，A正确；抑癌基因启动子高度甲基化会抑制转录，而非促进，B错误；miRNA与靶向mRNA结合可阻断翻译或降解mRNA，C正确；癌变机制是原癌基因过量表达和抑癌基因表达受阻，D正确。] 热点3　探究两种隐性突变基因的位置、探究外源基因插入位置 1．(2022·山东卷)野生型拟南芥的叶片是光滑形边缘，研究影响其叶片形状的基因时，发现了6个不同的隐性突变，每个隐性突变只涉及1个基因。这些突变都能使拟南芥的叶片表现为锯齿状边缘。利用上述突变培育成6个不同纯合突变体①～⑥，每个突变体只有1种隐性突变。不考虑其他突变，根据表中的杂交实验结果，下列推断错误的是(　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 杂交组合 子代叶片边缘 ①×② 光滑形 ①×③ 锯齿状 ①×④ 锯齿状 ①×⑤ 光滑形 ②×⑥ 锯齿状 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 A．②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形 B．③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状 C．②和⑤杂交，子代叶片边缘为光滑形 D．④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形 √ 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 C　[①×②的子代叶片边缘为光滑形，说明①与②是由不同基因发生突变形成的；①×③、①×④的子代叶片边缘全为锯齿状，说明①与③④应是同一基因突变而来的，因此②和③杂交，子代叶片边缘为光滑形，③和④杂交，子代叶片边缘为锯齿状，A、B正确。①×②、①×⑤的子代叶片边缘全为光滑形，说明①与②、①与⑤分别是由不同基因发生隐性突变导致的，但②与⑤可能是同一基因突变形成的，也可能是不同基因突变形成的；若为前者，则②和⑤杂交，子代叶片边缘为锯齿状，若为后者，子代叶片边缘为光滑形，C错误。①与②是由不同基因发生隐性突变导致的，①与④是同一基因突变而来的，②×⑥的子代全为锯齿状，说明②与⑥是同一基因突变形成的，则④与⑥是不同基因突变形成的，④和⑥杂交，子代叶片边缘为光滑形，D正确。] 2．(2024·海南卷节选)培育耐盐碱的抗稻瘟病水稻对于沿海滩涂及内陆盐碱地的利用具有重要价值。该团队将耐盐碱基因随机插入抗稻瘟病品种基因组中，筛选获得1号、2号、3号植株，耐盐碱基因插入位点如图(注：植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状，不含则表现出盐碱敏感性状)。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (1)据图分析，2号植株产生的雄配子类型有________种，1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有________个。 (2)该团队将1号、2号、3号植株分别自交，理论上所得子一代的表型及比例分别是_____________________________________________ ___________________________________________________________ _________________________________________________________。 4(或四) 3(或三) 耐盐碱抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病＝1∶0、耐盐碱抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病＝15∶1、耐盐碱抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病＝3∶1 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 [解析]　(1)据图分析，2号植株个体中，耐盐碱基因插入两对染色体上，遵循基因的自由组合定律，因此2号植株产生的雄配子类型有2×2＝4种，当含有耐盐碱基因的染色体都在一个配子中时，所含的耐盐碱基因最多，一条染色体上有2个耐盐碱基因，一条染色体上有1个耐盐碱基因，因此1个雄配子携带的耐盐碱基因最多有3个。(2)1号植株中，有两个耐盐碱基因插到一对同源染色体中，因此所含的配子中都含耐盐碱基因，自交后代具有耐盐碱性状；2号植株个体中，耐盐碱基因插到两对染色体上，遵循基因的自由组合定律，植株只要含有1个耐盐碱基因即可表现出耐盐碱性状，不含则 表现出盐碱敏感性状，因此自交后代耐盐碱∶盐碱敏感＝15∶1；3号植株中耐盐碱基因全部在一条染色体上，因此自交后代耐盐碱∶盐碱敏感＝3∶1。1号、2号、3号植株上一对同源染色体的两条染色体上都存在抗稻瘟病基因，因此自交后代都是抗稻瘟病。综上所述，该团队将1号、2号、3号植株分别自交，理论上所得子一代的表型及比例分别是耐盐碱抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病＝1∶0、耐盐碱抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病＝15∶1、耐盐碱抗稻瘟病∶盐碱敏感抗稻瘟病＝3∶1。 创新解读 探究两种隐性突变基因位置的题目常通过遗传杂交实验情境来考查。一般给出两种隐性突变体杂交及子代的表型等信息，要求考生判断基因是位于同一对同源染色体上，还是不同对同源染色体上。需厘清三种理论模型，突破实战应用。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 探究外源基因插入位置的题目，常结合基因工程等知识。告知外源基因插入宿主细胞染色体上，让考生设计实验判断插入数量或位置，或者根据给定的实验结果分析外源基因的插入情况。如通过自交或测交，观察后代的性状分离情况来推断外源基因是插入一对同源染色体上的某一位置，还是不同对同源染色体上不同位置等。 两种题型都注重考查考生对遗传规律的理解和运用能力，以及实验设计与结果分析的能力。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 1．探究两种隐性突变基因的位置 (1)两种隐性突变基因可能的三种位置关系的初步判定 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)乙、丙的进一步区分 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 2．探究外源基因的插入位置 (1)外源基因在宿主染色体上的三种位置关系(以导入两个外源基因为例) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)探究实验设计 可利用自交或测交方法判断基因的位置。(下图所示为自交法方案) 设外源基因为A，无外源基因为O，则甲的基因型为AO、乙的基因型为AA，丙的基因型为AOAO。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 √ 1．(2025·浙江温州二模)玉米的宽叶(E)对窄叶(e)为不完全显性，杂合子(Ee)时表现为半宽叶。现将抗病基因(S)一次或多次插入并整合到半宽叶植株的染色体上且不影响其他基因，培育出抗病半宽叶植株甲，甲自交得F1，下列叙述正确的是(　　) A．若1个S插入E所在的染色体上，则F1的宽叶植株均含有1个S B．若插入1个S且与E/e位于非同源染色体上，则F1中抗病窄叶植株占3/16 C．若F1抗病植株中半宽叶占2/3，则至少有1个S插入e所在的染色体上 D．若F1中抗病∶不抗病为15∶1，则至少有2个S分别插入两条染色体上 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 B　[若1个S插入E所在的染色体上，甲的基因型可表示为ESe，自交时，F1的宽叶植株基因型为ESES，含有2个S，A错误；若插入1个S且与E/e位于非同源染色体上，甲的基因型为EeSs，自交时，F1中抗病窄叶植株(eeS_)的比例为1/4×3/4＝3/16，B正确；若1个S基因插入E所在的染色体上，甲的基因型可表示为ESe，自交时，F1抗病植株中半宽叶也占2/3，C错误；若F1中抗病∶不抗病为15∶1，说明有2对等位基因控制抗病性状，即至少有2个S分别插入两条非同源染色体上，D错误。] 2．(2025·山西一模节选)谷子(古为粟，其籽实去壳后称为小米)是起源于中国的一种古老作物，也是新时期功能基因研究模式作物。为解决谷子的倒伏问题，科研人员创制和选育了多种突变体矮秆种质，其中包括延4直和T25。豫谷1号是野生型高秆品系，相关杂交实验如下。请回答下列问题： 杂交实验 F1表型 F2表型及数量统计(株) 杂交组合一 延4直×豫谷1号 高秆 高秆195∶矮秆64 杂交组合二 T25×豫谷1号 高秆 高秆1 945∶矮秆615 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (1)突变体延4直属于____________(填“显性突变”或“隐性突变”)；突变体T25的矮秆表型是由_________(填“显性”或“隐性”)单基因控制，判断依据是________________________________ ___________________________。 隐性突变 隐性 杂交组合二的F1表型为高秆，F2表 型比例接近3∶1，且矮秆占1/4 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)已知突变体延4直和T25均为纯合体，且只要存在一对矮秆基因即可表现为矮秆表型。欲确定延4直和T25的两个矮秆基因是否为等位基因，若是非等位基因，是否分别位于两对同源染色体上。请设计杂交实验进行确定，写出实验思路并预期实验结果和结论。 ①实验思路：_______________________________________________ _________________________________________________________。 延4直和T25作为亲本进行杂交得F1，F1自交得F2，观 察并统计F2的表型及比例 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 ②预期实验结果及结论：_____________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ _________________________________________________________。 若F1(和F2)均为矮秆，则两对矮秆基因为同一对基因；若F1为高秆，F2表现为高秆∶矮秆＝9∶7，则两对矮秆基因分别位于两对同源染色体上；若F1为高秆，F2表现为高秆∶矮秆＝1∶1，则两对矮秆基因分别位于同源染色体的不同位置上 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 [解析]　(1)根据题意可知，延4直和T25为矮秆品系，豫谷1号是野生型高秆品系，二者分别与豫谷1号杂交，F1均表现为高秆，F2两种表型比例接近3∶1，可知延4直和T25两个矮秆品系均为隐性单基因控制的矮秆性状。(2)可通过矮秆品系之间的杂交，根据F1表型来判断亲本所具有的2个矮秆基因的等位性，即通过延4直和T25的杂交，依据F1和F2的表型及比例可以判断出延4直和T25是否分别带有不同矮化基因。若延4直和T25进行杂交，发现F1为矮秆，可推断延4直和T25带有同一对矮秆基因。若延4直和T25进行杂交，发现F1为高秆，可推断延4直和T25各自带有不同的矮秆基因。F1自交观察并统计F2的表型及比例，若F2表现为高秆∶矮秆＝9∶7，则两对矮秆基因分别位于两对同源染色体上，即属于非同源染色体上的非等位基因；否则两对矮秆基因为同源染色体上的非等位基因。 热点4　雄性不育与两系法、三系法杂交水稻 1．(2025·河南卷)植物细胞质雄性不育由线粒体基因控制，可被核恢复基因恢复育性。现有甲(雄性不育株，38条染色体)和乙(可育株，39条染色体)两份油菜。甲与正常油菜(38条染色体)杂交后代均为雄性不育，甲与乙杂交后代中可育株∶雄性不育株＝1∶1，可育株均为39条染色体。下列推断错误的是(　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 √ A．正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数与核DNA分子数不等 B．甲乙杂交后代的可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因 C．乙经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交，F1均可育 D．乙的次级精母细胞与初级精母细胞中的核恢复基因数目不等 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 D　[正常油菜有38条染色体，正常油菜的初级卵母细胞中着丝粒数＝染色体数＝38个，经过间期复制，核DNA分子数有76个，不相等，A正确；甲乙杂交后代中可育株∶雄性不育株＝1∶1，可育株均为39条染色体，可知可育株含细胞质雄性不育基因和核恢复基因，且核恢复基因位于第39条染色体，B正确；乙为可育株，含39条染色体，配子有两种：19和20条染色体，20条染色体的配子中含核恢复基因，故经单倍体育种获得的40条染色体植株与甲杂交，F1均可育，C正确；乙的核恢复基因位于第39条染色体，经复制初级精母细胞中的核恢复基因有2个，次级精母细胞中的核恢复基因数目为0或2个，故也可能相等，D错误。] 2．(2024·全国甲卷)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”)。 细胞质 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (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。 核糖体 3∶1 1 3 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 [解析]　(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)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F2中与育性有关的表型有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。 创新解读 在高考中，雄性不育通常结合育种等知识进行考查。考查形式多以实际生产中的育种情境为背景，如三系法、两系法杂交稻育种。考查内容涉及雄性不育的原理，如细胞质基因控制的雄性不育、基因与环境共同作用导致的雄性不育等；还会考查利用雄性不育进行杂交育种的优势，如可免去去雄操作，以及相关遗传规律的应用，如通过杂交实验判断雄性不育基因的遗传方式等。未来考查趋势可能更加注重与现代生物技术的结合，以及对考生综合运用知识解决实际问题能力的考查。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 1．杂种优势与雄性不育 (1)杂种优势 杂种优势是杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象。例如不同品系、不同品种、甚至不同种属间进行杂交所得到的杂种一代往往比它的双亲表现更强大的生长速率和代谢功能。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)雄性不育 雄性不育是指雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。 水稻雌雄同花，自然情况下绝大多数是自交。要实现水稻异花授粉，人工杂交时需去除母本植株的所有雄蕊，大面积种植时基本无法做到。在杂交实验中，雄性不育系(只能作母本)可以免除人工去雄，节省人力。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 2．“三系法”杂交水稻 (1)雄性不育相关核质基因 R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。 细胞质基因 细胞核基因R为可育，可掩盖S RR Rr rr N可育 N(RR)可育 N(Rr)可育 N(rr)可育 S不育 S(RR)可育 S(Rr)可育 S(rr)不育 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)三系法杂交水稻的原理及流程 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 3．“两系法”杂交水稻 同一水稻株系，在一定条件下花粉可育，利用其可育繁殖不育系种子；在另一特定条件下花粉不育，利用其不育性与父本杂交，制备杂交种子。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 光温敏核不育系在高温或者长日条件下雄性不育，在低温或者短日条件下雄性可育，改变温度、光照条件即可实现不育系的繁殖或制备杂交种子，大大简化了育种的流程。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 [问题探讨] 油菜是我国重要的油料作物，培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势，杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。 (1)杂种优势无法在自交后代中保持，需年年制种，原因是________ _________。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2)油菜具有两性花，人工杂交去雄耗时费力，在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株(雄蕊异常，肉眼可辨)，在杂交育种中雄性不育植株只能作为亲本中的______________ ____。 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (3)科学家利用该突变株进行的杂交实验如下： 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 ①由杂交一结果推测，育性正常与雄性不育性状受__________对等位基因控制。 ②杂交一与杂交二的F1表型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个复等位基因(A1、A2、A3)决定。亲本中品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果，请判断A1、A2、A3之间的显隐性关系为______________________。 提示：(1)自交后代会发生性状分离　(2)母本　(3)①1　②A1>A2>A3 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 (2025·河南信阳二模)下图是水稻的三系杂交和两系杂交示意图。两种育种过程都涉及“雄性不育”系。其中一种雄性不育由细胞核基因(a)和细胞质基因(S)共同控制，相应的雄性可育基因为A和N。另一种是光温敏雄性不育，育性只受细胞核基因控制，且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。下列有关说法错误的是(　　) 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 A．三系杂交中水稻雄性不育的原因可能是基因S和a相互作用使植株不能正常产生花粉 B．若基因型为S(Aa)的个体连续自交两代，则F2中雄性不育个体所占的比例为3/8 C．两系杂交应当在低温或短日照条件下自交繁育，在高温或长日照下杂交制种 D．光温敏雄性不育系水稻遗传行为更简单，进行杂交育种更简单，更易选育优良杂交种 √ 核心整合 课后限时作业 热点拓展 热点拓展作业 B　[三系杂交中的水稻雄性不育由细胞核基因(a)和细胞质基因(S)共同控制，由此推测水稻雄性不育的原因可能是基因S和a相互作用使植株不能正常产生花粉，A正确；据题意和题图可知，S(aa)是雄性不育，雄性可育为N(A_)、N(aa)、S(A_)。若基因型为S(Aa)的个体自交，F1的基因型为S(AA)、S(Aa)、S(aa)，比例为1∶2∶1，其中只有S(aa)为雄性不育，F1再自交，即1/3S(AA)、2/3S(Aa)自交，F2中雄性不育的比例S(aa)为2/3×1/4＝1/6，B错误；光温敏雄性不育的育性只受细胞核基因控制，且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，因此两系杂交应当在低温或短日照条件下自 交繁育，在高温或长日照下杂交制种，C正确；据题图和题意可知，光温敏雄性不育系水稻的育性只受细胞核基因控制，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，在低温且短日照条件下表现为雄性可育，说明光温敏雄性不育系水稻遗传行为更简单，进行杂交育种更简单，更易选育优良杂交种，D正确。] $