2027届高考生物一轮复习解题方法专项1　粮食问题

专题五　 综合应用能力 综合应用能力在生物核心素养中具有重要作用,是生命观念形成的重要支撑,是科学思维发展的关键环节,是科学探究实践的核心能力,是社会责任担当的有力保障。具体体现为在给定情境中,综合运用知识与方法解决生命科学问题。要求学生不仅在知识储备方面对基础知识要有深入的理解和扎实的掌握,还需要具备较强的逻辑思维和创新思维能力。 专项1　粮食问题 1.考查要求 要求学生能够综合运用所学知识、技能和方法,通过分析、推理、判断等思维过程,有效地解决实际情境中的各种学科问题和实际生活问题。如依据艾滋病病毒致病机理预防艾滋病、利用遗传学理论培育作物品种。还包括能借鉴科学家的研究思路方法,对新任务情境提出解决方案,如设计实验思路并预期结果和结论。 专项1　粮食问题 2.设置理由 现代社会发展迅速,面临着各种复杂问题,如粮食问题、健康问题、环境问题等。教育旨在培养全面发展的人才,综合应用能力是衡量学生综合素质的重要指标,适应社会发展需求,同时有助于提升学生学习自主性、培养创新思维和实践能力、促进学科知识融合。具备解决问题能力的人,能更好地适应社会变化,应对各种挑战,为社会发展贡献力量。 专项1　粮食问题 3.具体内容 ①基础性方面:要求学生具备扎实的学科基础知识,能够熟练掌握并运用基本概念、原理、规律等,为解决各种问题提供坚实的知识基础。 ②综合性方面:学生需要能够综合运用多学科知识、多种思维方法以及多种技能来解决问题。这意味着学生要能够将不同学科或同一学科不同部分的知识有机结合起来,从多个角度思考问题。 ③应用性方面:强调学生能够将所学知识应用到实际生活、生产实践以及科学研究等情境中,解决现实中的问题。 ④创新性方面:鼓励学生具备创新思维和创新能力,能够突破常规思维的束缚,从新颖的角度思考问题,提出独特的解决方案。 专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 能力 阐释 解决粮食短缺问题是全球农业生产的重要任务。粮食生产问题与生物学密切相关,涉及生物学的多个知识点。如通过基因编辑技术、杂交育种、诱变育种等培育高产、抗病、抗逆的优质品种;通过间作套种及生物防治等优化种植模式;通过优化作物营养供应,减少气候变化对作物的不利影响等提高粮食产量。 专项1　粮食问题 考向1　杂种优势与雄性不育 杂种优势是杂合子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出更强大的生长速率和代谢功能,从而导致器官发达、体型增大、产量提高,或者表现在抗病、抗虫、抗逆力、成活力、生殖力、生存力等的提高。这是生物界普遍存在的现象。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。可利用雄性不育作为重要工具用于杂交育种,雄性不育系(一定是做母本)可以免除人工去雄,节省人力。 专项1　粮食问题 典型 例题 典例(2024全国甲卷,32)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子(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”)。  专项1　粮食问题 (2)将另一性状优良的水稻纯合子(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。  专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 水稻纯合子(丙)与乙杂交,F1均表现为雄性可育,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 后代的表型及比例、基因型和表型种类   专项1　粮食问题 [答案及评分标准参考]本题共9分。 (1)细胞质(2分)　(2)核糖体(1分)　3∶1(2分)　(3)1(2分)　3(2分) 专项1　粮食问题 学友聊斋 专项1　粮食问题 能力 自评 (2025河南二模)水稻(雌雄同花植物)的育性由等位基因M、m控制,只有含有M基因的水稻才表现为雄性可育。通过转基因技术将M基因与A基因、D基因一起导入基因型为mm的个体中,并使其插入一条不含m基因的染色体上,如下图所示。D基因表达可使种子呈现蓝色,无D基因的种子呈现白色。不考虑其他变异,下列叙述错误的是(　 　) 专项1　粮食问题 A.利用基因型为mm的个体进行杂交实验时,无须对母本进行去雄操作 B.可通过让基因型为mmADM与mm的个体多次杂交来获得大量雄性不育个体 C.转基因个体mmADM进行自交时,所获得的种子颜色及比例为蓝色∶白色=3∶1 D.转基因个体mmADM自交得F1,可根据种子颜色判断F1随机授粉所得后代的育性 答案 C　 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 题图分析:雄性不育个体mm通过转基因技术,得到基因型为mmADM的个体,其中含有A基因的可使雄配子致死,含M可使雄性不育个体恢复育性,基因D的表达可使种子呈现蓝色,无基因D的种子呈现白色 基因型为mm的个体表现为雄性不育,即进行杂交实验时只能作母本,无须对母本进行去雄操作,A项正确。基因型为mmADM的个体表现为雄性可育,其产生的雄配子为m(mADM的雄配子致死),基因型为mm的个体表现为雄性不育,只能产生基因型为m的雌配子,因此,可通过让基因型为mmADM与mm的个体多次杂交来获得大量雄性不育个体,B项正确。转基因个体mmADM自交,其产生的雌配子类型及比例为mADM∶m=1∶1,产生的雄配子类型只有m,自交后代中,mmADM(蓝色)∶mm(白色)=1∶1,即雄性可育的种子颜色为蓝色,C项错误。F1的个体之间随机交配,F1产生的雌配子类型及比例为mADM∶m=1∶3;F1产生的雄配子为m,故F2mmADM(蓝色)∶mm(白色)=1∶3,种子颜色为蓝色的表现为雄性可育,白色的表现为雄性不育,D项正确 专项1　粮食问题 考向2　转基因生物与电泳及DNA测序 转基因技术是指利用分子生物学手段,将外源基因(来自其他生物或人工合成的基因)导入目标生物体的基因组中,从而改变其遗传特性,赋予新性状的技术。通过电泳技术将一个混合物样品在介质上分成区带,经过染色后,可以在介质上显示出区带。Sanger法DNA测序的原理是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。为了定位方便,可以在上述过程中,在ddNTP上加上4个不同颜色的荧光基团。最后通过凝胶电泳将合成的不同长度的DNA片段分开后,再通过激光照射,不同的荧光基团就会发出不同的颜色。 专项1　粮食问题 典型 例题 典例(2025黑吉辽蒙,25)香树脂醇具有抗炎等功效,从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 专项1　粮食问题 (1)可从　　　　　　　　　　　中查询基因N的编码序列,设计特定引物。如图1所示,a链为转录模板链,为保证基因N与质粒pYL正确连接,需在引物1和引物2的5'端分别引入　　　和　　　　限制酶识别序列。PCR扩增基因N,特异性酶切后,利用　　　　　　连接DNA片段,构建重组质粒,大小约9.5 kb(kb为千碱基对),假设构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变。  图1 专项1　粮食问题 (2)进一步筛选构建的质粒,以1~4号菌株中提取的质粒为模板,使用引物1和引物2进行PCR扩增,电泳PCR产物,结果如图2。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应中是否有　　　　的污染。初步判断实验组　　　　(从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N,理由是　  　。  注:M为指示分子大小的标准参照物,1~4为菌株号。 图2 专项1　粮食问题 (3)为提高香树脂醇合酶催化效率,将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列,丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同。据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有　　　　。  a:5'…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…3' b:5'…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…3' c:5'…GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…3' d:5'…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…3' (4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的　　　含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。   专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 重组质粒大小约9.5 kb(kb为千碱基对)和电泳图可知 (2)构建重组质粒前后,质粒pYL对应部分大小基本不变,而质粒pYL本身为7.2 kb,可知目的基因N大小为2.3 kb;初步判断实验组1的质粒中成功插入了基因N。在第5组的PCR反应中,使用无菌水代替实验组的模板DNA,目的是检验PCR反应体系是否存在污染,即检验PCR反应中是否有试剂污染 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列,丙氨酸的密码子有GCA;密码子位于mRNA上,mRNA上的序列与编码链序列相似 (3)a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列),可知a引物延伸后的序列为编码链;b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物,其配对模板与a的配对模板相同,分析可知c是诱变第243位苯丙氨酸的引物,且c引物延伸后的序列为编码链,根据a引物5'端首位GCA为240位,则c引物5'端GCC为243位,故据此分析,丙氨酸的密码子除GCA外,还有GCC 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 题干研究目的是通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N,可高效生产香树脂醇 (4)检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较,可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案 专项1　粮食问题 [答案及评分参考] (共12分,除标注外每空1分) (1)基因数据库或序列数据库　XhoⅠ XbaⅠ　DNA连接酶 (2)试剂　1　目的基因N大小为2.3 kb(2分) (3)GCC(2分) (4)香树脂醇(2分) 专项1　粮食问题 学友聊斋 专项1　粮食问题 能力 自评 (2023广东,20)种子大小是作物重要的产量性状。研究者对野生型拟南芥(2n=10)进行诱变,筛选到一株种子增大的突变体。通过遗传分析和测序,发现野生型DA1基因发生一个碱基G到A的替换,突变后的基因为隐性基因,据此推测突变体的表型与其有关,开展相关实验。 回答下列问题。 (1)拟采用农杆菌转化法将野生型DA1基因转入突变体植株,若突变体表型确实由该突变造成,则转基因植株的种子大小应与　野生型(1分)　植株的种子大小相近。  专项1　粮食问题 (2)用PCR反应扩增DA1基因,用限制性内切核酸酶对PCR产物和载体(1分)进行切割,用DNA连接酶将两者连接。为确保插入的DA1基因可以正常表达,其上下游序列需具备　启动子和终止子(2分)　。  专项1　粮食问题 (3)转化后,T-DNA(其内部基因在减数分裂时不发生交换)可在基因组单一位点插入,也可以同时插入多个位点。在插入片段均遵循基因分离及自由组合定律的前提下,选出单一位点插入的植株,并进一步获得目的基因稳定遗传的植株(图1),用于后续验证突变基因与表型的关系。 图1 专项1　粮食问题 ①农杆菌转化T0代植株并自交,将T1代种子播种在选择培养基上,能够萌发并生长的阳性个体即表示其基因组中插入了　DA1基因和卡那霉素抗性基因(2分)　。  ②T1代阳性植株自交所得的T2代种子按单株收种并播种于选择培养基,选择阳性率约　75(2分)　%的培养基中幼苗继续培养。  ③将②中选出的T2代阳性植株　自交(2分)　(填“自交”“与野生型杂交”或“与突变体杂交”)所得的T3代种子按单株收种并播种于选择培养基,阳性率达到　100(2分)　%的培养基中的幼苗即为目标转基因植株。  专项1　粮食问题 为便于在后续研究中检测该突变,研究者利用PCR扩增野生型和突变型基因片段,再使用限制性内切核酸酶X切割产物,通过核酸电泳即可进行突变检测,相关信息见图2,在核酸电泳图中将酶切结果对应位置的条带涂黑。 图2 专项1　粮食问题 答案 专项1　粮食问题 [能力剖析] 专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 考向3　产量提升与条件优化 典型 例题 典例(2025浙江1月,22)西兰花可食用部分为绿色花蕾、花茎组成的花球,采摘后容易出现褪色、黄化、老化等现象。某兴趣小组进行如下实验,以探究西兰花花球的保鲜方法。实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50 μmol·m-2·s-1。各处理组的西兰花花球均贮藏于20 ℃条件下,测定指标和结果如下图所示。 专项1　粮食问题 注:质量损失率(%)=×100% 专项1　粮食问题 回答下列问题。 (1)西兰花花球采摘后水和　　　　　　供应中断。水是光合作用的原料,在光反应中水裂解产生O2和　　　　　　。  (2)三组实验中花球的质量损失率均随着时间延长而　　　　　。前3天日光组和红光组的质量损失率低于黑暗组,原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。第4天日光组的质量损失率高于黑暗组,原因可能是日光诱导气孔开放,引起　　　　　　　　增强从而散失较多水分。  专项1　粮食问题 (3)第4天日光组和红光组的　　　　　下降比黑暗组更明显,但过氧化氢酶活性仍高于黑暗组,因此推测日光或红光照射能减轻　　　　过程产生的过氧化氢对细胞的损伤,从而延缓衰老。  (4)第4天黑暗组西兰花花球出现褪色、黄化现象,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。综合分析图中结果,　　　　处理对西兰花花球保鲜效果最明显。  专项1　粮食问题 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 探究西兰花花球的保鲜方法。实验分黑暗组、日光组和红光组三组。日光组和红光组的光照强度均为50 μmol·m-2·s-1。各处理组的西兰花花球均贮藏于20 ℃条件下。 (2)据题图可知,三组实验中花球的质量损失率均随时间延长而提高。据题图可知,前3天三组的叶绿素含量差异不大,在光照下可进行光合作用合成有机物,且光照组呼吸强度低于黑暗组,有机物消耗小,故其质量损失率低;由题干信息可推知日光组蒸腾作用较强 (3)据题图可知,第4天日光组和红光组的呼吸强度下降比黑暗组更明显;过氧化氢为细胞代谢产物 (4)据题图可知,第4天黑暗组叶绿素含量下降最为明显,可推知黑暗处理下叶绿素分解加快,类胡萝卜素的颜色显现导致花球出现褪色、黄化现象;综合分析图中结果,红光处理时,花球质量损失率相对较低,叶绿素含量下降相对较慢,保鲜效果最明显 专项1　粮食问题 [答案及评分标准参考]本题共11分,除标注外,每空1分。 (1)矿质营养　H+、e- (2)提高　日光组和红光组通过光合作用合成有机物,抑制细胞呼吸消耗有机物(2分)　蒸腾作用 (3)呼吸强度　细胞代谢 (4)叶绿素分解加快,胡萝卜素和叶黄素的颜色显现(2分)　红光 专项1　粮食问题 能力 自评 (2023全国新课标卷,35)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌,某研究小组做了如下实验:从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌;选取该植物的茎尖为材料,通过组织培养获得试管苗(生根试管苗);在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。 (1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养,可以获得纯培养物,此实验中的纯培养物是　由一个根瘤菌繁殖所获得的根瘤菌群体(2分)　。  专项1　粮食问题 (2)取豆科植物的茎尖作为外植体,通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是:外植体 愈伤组织 试管苗。其中①表示的过程是　脱分化(1分)　,②表示的过程是　再分化(1分)　。由外植体最终获得完整的植株,这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指　细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能(3分)　。  专项1　粮食问题 (3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料,研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力,其做法是:将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组,甲组中滴加根瘤菌菌液,让试管苗长出根瘤;然后将甲、乙两组的试管苗分别转入　无氮源(1分)　的培养液中培养,观察两组试管苗的生长状况。若甲组的生长状况好于乙组,则说明　分离得到的根瘤菌具有固氮能力(2分)　。  (4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌,可通过发酵工程获得大量根瘤菌,用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料,在农业生产中使用微生物肥料的作用是增进土壤肥力,改良土壤结构(2分,答出2点即可)。 专项1　粮食问题 [能力剖析] 实验探究能力。 实验目的:探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。 实验原理:根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系,根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成,根瘤中的根瘤菌具有固氮能力,可促进豆科植物的生长。 专项1　粮食问题 实验分析: 对照实验 自变量 因变量 结果和结论 试管苗甲 滴加根瘤菌菌液 试管苗生长状况 甲组的生长状况好于乙组,接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力 试管苗乙 等量无菌水 专项1　粮食问题 题号 选题理由 1 考查小麦雄性不育系培育 2 考查了染色体数目变异和减数分裂的规律 3 考查PCR和电泳检测方法 4 通过双脱氧测序法考查PCR过程 5 考查PCR扩增的原理与过程和目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定 6 考查基于植物体细胞杂交技术培育高产、耐盐杂种植株 7 通过基于玉米籽粒发育机制考查表观遗传 专项1　粮食问题 考向1　杂种优势与雄性不育 1.(2025陕西汉中二模)小麦雄性不育性状受细胞核基因和细胞质基因的共同控制。质基因N、S中,S基因控制雄性不育;核等位基因R/r中,R基因对r基因为显性,r基因控制雄性不育。细胞质和细胞核同时只含雄性不育基因时,小麦表现为雄性不育。下列叙述错误的是(　B　) A.基因型为S(Rr)、N(rr)的小麦均表现为雄性可育 B.N(Rr)与S(Rr)杂交,后代是雄性不育小麦的概率为1/4 C.雄性不育植株的母本含有的S基因可能位于叶绿体或线粒体中 D.N(RR)与雄性不育株杂交,可使子代全部恢复为雄性可育 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 质基因N、S中,S基因控制雄性不育;核等位基因R/r中,R对r基因为显性,r基因控制雄性不育;细胞质和细胞核同时只含雄性不育基因时,小麦表现为雄性不育。 质基因S、核基因r控制雄性不育,细胞质和细胞核同时只含雄性不育基因时,小麦表现为雄性不育,所以基因型为S(rr)为雄性不育,其余基因型小麦均表现为雄性可育,A项正确 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 正交 　 母本　　　　父本 P　　N(Rr)　×　S(Rr) ↓ F1　　N(1RR∶2Rr∶1rr)　全部可育 反交 　 父本　　　　母本 P　　N(Rr)　×　S(Rr) ↓ F1　　S(1RR∶2Rr∶1rr) 1/4S(rr)雄性不育,B项错误 专项1　粮食问题 信息获取与加工 逻辑推理与论证 S基因是细胞质基因,线粒体和叶绿体中含有DNA,所以雄性不育植株的母本含有的S基因可能位于叶绿体或线粒体中,C项正确 雄性不育株S(rr)只能作为母本,与N(RR)个体杂交,子代为S(Rr),表现为全部恢复为雄性可育,D项正确 专项1　粮食问题 2.(2025河南,13)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(　D　) 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 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 分析题干信息可知,雄性育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制,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,故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 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,A项正确 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项正确 乙为可育株,含39条染色体,配子有两种,分别含19条和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项正确 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项错误 专项1　粮食问题 考向2　转基因生物与电泳及DNA测序 3.(2024全国新课标卷,5)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测,产物的电泳结果如图所示,其中①~⑧为部分F2个体,上部2条带是一对等位基因的扩增产物,下部2条带是另一对等位基因的扩增产物,这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是(　D　) A.①②个体均为杂合体,F2中③所占的比例大于⑤ B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占1/2 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1,F1自交得F2;部分F2个体①~⑧,上部2条带、下部2条带分别对应一对等位基因、两对等位基因位于非同源染色体上。 以PCR产物电泳结果图形式显示杂交实验中亲本和子代的基因型,要求学生根据图示信息进行分析,进而转化得出各种电泳结果对应的基因型,再据此分析相关的遗传学问题,考查对信息的获取和加工处理的关键能力,以及运用遗传规律解决新问题的创新能力。由于不知显隐性关系,设题图中自上至下4条带分别代表基因A、a、B、b,则F1的基因型为AaBb,①和②的基因型分别为AaBB和Aabb,③和⑤的基因型分别为AABb和AABB,在F2中分别占1/8和1/16,A项正确。F2有9种基因型,除题图中的基因型外,还有aaBb,其PCR产物电泳结果会有3条带,B项正确。⑦的基因型为aabb,③与⑦杂交子代的基因型有Aabb和AaBb 2种,而②和⑧的基因型分别为Aabb和AaBb,C项正确。①自交子代的基因型及所占比例为1/4AABB、1/2AaBB和1/4aaBB,与④电泳结果相同的占1/4,D项错误 专项1　粮食问题 4.(2024湖南,15,多选)最早的双脱氧测序法是在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(　 　) 专项1　粮食问题 A.上述PCR反应体系中只加入一种引物 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 答案 AC　 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 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,若配对的为双脱氧核苷三磷酸则延伸终止;若配对的为脱氧腺苷三磷酸,继续延伸。 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项正确 电泳时,产物的片段越大,迁移速率越慢,B项错误 图示电泳方向从上到下,即对应的DNA片段长度为从长到短,则对应的DNA测序结果为3'→5',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项正确　 患者该段序列中某位点的碱基C突变为T,D项错误 专项1　粮食问题 5.(2025山东青岛一模)野生大豆的SAM S基因具有提高抗逆性的作用。水稻是一种盐敏感型作物,为提高水稻的抗盐碱胁迫能力,研究者将野生大豆的SAM S基因转入水稻细胞内,从而培养出转基因水稻株系,具体过程如下图。下列说法错误的是(　D　) A.图示过程中发生了两次转化 B.过程Ⅰ和过程Ⅲ都需使用固体培养基 C.过程Ⅰ中的筛选可使用PCR技术 D.获得的转基因水稻苗都具备抗盐碱能力 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 根据受体细胞不同,将目的基因导入受体细胞的方法也不一样。 转化是指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,题图过程需要两次转化,一是将目的基因(SAM S基因)转化到质粒的T-DNA分子上,二是指被插入目的基因的T-DNA转化到受体细胞的染色体DNA分子上,A项正确 过程Ⅰ筛选含目的基因的农杆菌,需使用固体培养基,过程Ⅲ为植物组织培养的再分化过程,需使用固体培养基,B项正确。 PCR技术可用于目的基因和基因表达载体的筛选,C项正确 SAM S基因具有提高抗逆性的作用,获得的转基因水稻幼苗不一定都具有抗盐碱的能力,所以需要将转基因水稻置于盐碱的环境中,进行筛选与鉴定,D项错误 专项1　粮食问题 考向3　产量提升与条件优化 6.(2025河南二模)优良品种的培育是提高作物产量和品质的重要手段,也是保障粮食安全、端牢中国饭碗的关键。下图是利用植物体细胞杂交技术,以甲、乙两种具有不同优良性状的作物为基础,培育高产、耐盐杂种植株的流程图。下列相关叙述错误的是(　 　) 专项1　粮食问题 A.用纤维素酶和果胶酶对甲、乙植物细胞进行a处理可以获得甲、乙原生质体 B.诱导原生质体的融合,除了PEG诱导法外,还有电融合法和灭活病毒诱导法 C.通过对b的培养获得的耐盐植株是种间杂种植物,克服了远缘杂交不亲和问题 D.将c种植在高盐土壤中,判断所获植株是否符合要求的依据是植株产量的高低 答案 B　 专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 逻辑推理与论证 图示为培育高产耐盐的杂种植株的培育过程,其中a表示酶解法去除细胞壁,b表示融合后的杂种细胞,c为耐盐胚状体,d为选择高产植株的过程。 a表示酶解法去除细胞壁,用纤维素酶和果胶酶可以获得甲、乙原生质体,A项正确 诱导原生质体融合的物理法包括离心、振动、电刺激等,化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等,灭活病毒诱导法适用于动物细胞融合,B项错误 b表示融合后的杂种细胞,通过对b的培养获得的耐盐植株是种间杂种植物,克服了远缘杂交不亲和问题,C项正确 将植株种在高盐环境中,所获得的均为耐高盐植株,若想进一步获得符合要求的植株,还要看其产量高低,D项正确 专项1　粮食问题 7.(2024北京,21)玉米是我国栽培面积最大的农作物,籽粒大小是决定玉米产量的重要因素之一,研究籽粒的发育机制,对保障粮食安全有重要意义。回答下列问题。 (1)研究者获得矮秆玉米突变株,该突变株与野生型杂交,F1表型与 野生型 相同,说明矮秆是隐性性状。突变株基因型记作rr。  (2)观察发现,突变株所结籽粒变小。籽粒中的胚和胚乳经受精发育而成,籽粒大小主要取决于胚乳体积。研究发现,R基因编码DNA去甲基化酶,亲本的该酶在本株玉米所结籽粒的发育中发挥作用。突变株的R基因失活,导致所结籽粒胚乳中大量基因表达异常,籽粒变小。野生型及突变株分别自交,检测授粉后14天胚乳中DNA甲基化水平,预期实验结果为 　野生型所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平低于突变株　。  专项1　粮食问题 (3)已知Q基因在玉米胚乳中特异表达,为进一步探究R基因编码的DNA去甲基化酶对Q基因的调控作用,进行如下杂交实验,检测授粉后14天胚乳中Q基因的表达情况,结果如表1。 表1 表2 组别 杂交组合 Q基因表达情况 1 RRQQ(♀)×RRqq(♂) 表达 2 RRqq(♀)×RRQQ(♂) 不表达 3 rrQQ(♀)×RRqq(♂) 不表达 4 RRqq(♀)×rrQQ(♂) 不表达 组别 杂交组合 正常籽粒∶小籽粒 5 F1(♂)×甲(♀) 3∶1 6 F1(♀)×甲(♂) 1∶1 专项1　粮食问题 综合已有研究和表1结果,阐述R基因对胚乳中Q基因表达的调控机制 　R基因编码的DNA去甲基化酶只能对本株玉米所结籽粒的胚乳中来自本植株的Q基因发挥功能　。  专项1　粮食问题 (4)实验中还发现另外一个籽粒变小的突变株甲,经证实,突变基因不是R或Q。将甲与野生型杂交,F1表型正常,F1配子的功能及受精卵活力均正常。利用F1进行下列杂交实验,统计正常籽粒与小籽粒的数量,结果如表2。 已知玉米子代中,某些来自父本或母本的基因,即使是显性也无功能。 ①根据这些信息,如何解释基因与表2中小籽粒性状的对应关系?请提出你的假设　籽粒变小受到两对等位基因的控制,任意一对等位基因中的显性基因正常发挥功能的个体表现为正常籽粒,没有显性基因或显性基因均无法正常发挥功能的个体表现为小籽粒,其中有一对等位基因的显性基因来自母本的时候无法发挥功能　。  ②若F1自交,所结籽粒的表型及比例为　正常籽粒∶小籽粒=7∶1　,则支持上述假设。  专项1　粮食问题 [能力剖析] 信息获取与加工 矮秆玉米突变株与野生型杂交,子代表型与野生型相同;野生型R基因正常,能编码DNA去甲基化酶,催化DNA去甲基化,野生型及突变株分别自交,野生型植株所结籽粒胚乳中DNA甲基化水平更低 专项1　粮食问题 逻辑推理与论证 专项1　粮食问题 $