第五单元 基因的传递规律（综合训练）（北京专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以基因传递规律为核心，整合遗传定律、伴性遗传、分子遗传等模块，通过新情景实验与家系分析，构建“现象-规律-应用”逻辑链，凸显科学思维与探究实践。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |遗传规律应用|4题（3/4/6/7）|多基因互作与致死分析|从分离自由组合到数量遗传| |伴性遗传与人类遗传病|5题（5/9/10/12/15）|家系图谱与基因带谱解读|从性染色体遗传到遗传病诊断| |基因定位与育种|3题（1/16/17）|诱变育种与分子标记技术|从突变筛选到品种改良| |分子遗传与进化|4题（8/18/20/21）|基因功能验证与进化路径分析|从基因表达调控到物种演化|

第五单元 基因的传递规律 参考答案 第一部分（本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A C C D C A C C 题号 11 12 13 14 15 答案 C C A D C 第二部分（本部分共6题，共70分。） 16．（14分，除标记外，每空1分） （1）增多 不定向性 （2）分离 M83 （3） 阶段1：检测结果红色：绿色荧光=1：1（或出现红色和绿色荧光），保留出现绿色荧光信号的植株（2分） 阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光=1：2：1（或出现红、绿、蓝色荧光），保留出现蓝色荧光信号的植株（2分） 在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程（合理即可）（2分） 17．（14分，除标记外，每空2分） （1）同种生物同一性状 （2）1、2、4 ADF t0t0和tsts （3）0-50% 小鼠B和小鼠C杂交，筛选得到一条染色体来源于乙、另一条来源于野生型的杂合子，该杂合子自交，统计后代表型及比例；预期结果：短尾：正常尾=2：1，且正常尾个体均不含特定分子标记（4分） 18．（12分，除标记外，每空2分） （1）缺失、替换 （2）紧密连锁 （3）平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色 （4）（4分）A C、D B （5）人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，但会导致特定区域基因多样性下降，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异 19．（9分，除标记外，每空2分） （1）生殖隔离（1分） （2）XHMXH：XHY=1：1 b、c （3）暗红眼：猩红眼=1：1 （4）（每空1分）突变体甲（♀）：a，果蝇N（♂）：c，子代性别及比例：雌性：雄性=2：1。突变体甲（♀）：c，果蝇N（♂）：a，子代性别及比例：雌性：雄性=2：1。突变体甲（♀）：a，果蝇N（♂）：a，子代性别及比例：雌性：雄性=4：1 20．（8分，除标记外，每空1分） （1）伴X染色体隐性遗传 1/2或50% （2）mRNA上的终止密码子提前出现，导致肽链合成提前终止 第2组卵母细胞进行人工授精最合适。第2组第一极体测序结果为突变的致病基因序列，说明致病基因进入第一极体，次级卵母细胞得到正常基因，最终产生的卵细胞不携带致病基因，和正常精子结合后，后代不携带致病基因（3分） （3）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 （4）导入正常基因或修复突变基因 21．（13分，除标记外，每空1分） （1）粳稻 （2）2：3：1（2分） （3）L+蛋白在常温和高温下均可恢复含籼稻Sa的花粉育性；L-蛋白在常温下不能恢复含粳稻Sa的花粉育性，高温下可以恢复含粳稻Sa的花粉育性（2分） （4）- + ++ +++ 结合到M⁺上的MBP-F⁺或MBP-L⁺的含量（2分） （5）变异和选择（2分） 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 学科网（北京）股份有限公司 第五单元 基因的传递规律 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．（新情景·基因编辑马铃薯）科研人员通过基因编辑去除野生二倍体马铃薯自交不亲和的特性，在此基础上获得多个纯合系。将两个纯合系杂交得到“优薯1号”。相关叙述正确的是（　　） A．野生二倍体马铃薯只能无性繁殖产生后代 B．纯合系可由基因编辑马铃薯多代自交形成 C．优薯1号会集中两个纯合系全部优良性状 D．优薯1号自交后代不会发生性状分离 2．（新情景·雌雄花开放）核桃同一植株上雌雄花开放时间不同。雌花先开型（G）对雄花先开型（g）为显性，机制如图。自然群体中雌花先开型与雄花先开型比例约为1：1。下列推理正确的是（　　） A．小片段RNA翻译出抑制T基因的蛋白 B．自然群体中GG基因型个体数量较多 C．雌花先开型植株的基因型多为Gg D．雌雄花异时开放不利于维持遗传多样性 3．两性植株甲的野生型叶片表面密披茸毛，将其萌动的种子经射线处理后筛选出具有单一突变位点的两个无茸毛纯合品系。为确认无茸毛的遗传机制进行了如下实验。不存在其他突变、致死等异常情况下，下列分析错误的是（　　） A．两对突变基因为非同源染色体上的非等位基因 B．F1与两亲本分别回交，所生子代中无茸毛植株均约占1/2 C．若x=7/16，F1能产生四种比例相等的雌配子或雄配子 D．若x=1/2，有茸毛至少受两对非独立遗传的等位基因控制 4．果蝇的卷翅和直翅、红眼和白眼分别由一对等位基因控制。据表中杂交实验及结果，推测合理的是（　　） 亲代 亲本杂交所得F1表型及比例 卷翅白眼（♀）×卷翅红眼（♂） 卷翅红眼（♀）：卷翅白眼（♂）：直翅红眼（♀）：直翅白眼（♂）=2：2：1：1 A．控制眼色性状的基因位于常染色体上 B．卷翅和直翅这对相对性状中卷翅为隐性 C．果蝇中可能存在卷翅基因纯合致死现象 D．F1中两种卷翅果蝇交配，后代中直翅红眼占1/8 5．枫糖尿病是一种单基因遗传病，患者氨基酸代谢异常，出现一系列神经系统损害的症状。下图是某患者家系中部分成员的该基因带谱，以下推断错误的是（　　） A．该病为常染色体隐性遗传病 B．2号携带该致病基因 C．3号为杂合子的概率是2/3 D．1和2再生患此病孩子的概率为1/4 6．报春花的花色由两对基因控制。将纯合紫红色报春花与纯合白色报春花杂交，F1全为粉色，F1自交得到F2，F2表型及比例为白色：浅粉色：粉色：深粉色：紫红色=1：4：6：4：1。下列叙述错误的是（　　） A．控制花色的两对基因的遗传是独立的 B．花色深浅与显性或隐性基因的数量有关 C．F2中白色和紫红色性状均可稳定遗传 D．F1测交后代会出现四种花色 7．某植物的白花和红花是一对相对性状，由等位基因A、a和B、b控制，A控制红色素的合成，基因B会抑制基因A的表达。某白花植株自交，F1中白花：红花=5：1，F1中的红花植株自交，后代中红花：白花=2：1。下列叙述错误的是（　　） A．基因A、a和B、b独立遗传 B．基因A纯合的个体会致死 C．F1中白花植株的基因型有7种 D．亲代白花植株的基因型为AaBb 8．利用线粒体突变体可检测植物线粒体父系渗漏现象：携带缺陷型线粒体（会导致种子萌发缺陷）的母本，与携带正常线粒体的父本杂交，发现极少数种子萌发。下列关于萌发种子的推断一定成立的是（　　） A．获得父本线粒体，发生父系渗漏 B．仅继承母本线粒体，未发生父系渗漏 C．同时继承双亲线粒体，发生基因重组 D．线粒体功能未受影响，未发生父系渗漏 9．科研人员利用CRISPR对果蝇某未知性状基因进行随机敲除，获得多只突变体。杂交实验显示：野生型雌蝇×突变型雄蝇→F1全为野生型，F1雌雄交配→F2中野生型：突变型=3：1且突变型仅出现在雄性。据此推测该突变基因最可能是（　　） A．常染色体显性突变 B．常染色体隐性突变 C．X染色体隐性突变 D．Y染色体非同源区段突变 10．摩尔根用果蝇杂交实验证明了基因在染色体上。下图显示其中部分实验结果。相关叙述错误的是（　　） A．通过杂交一可判断红眼为显性性状 B．杂交一中白眼性状的表现与性别相关联 C．杂交二结果可证明红、白眼基因位于Ⅹ染色体上 D．若白眼雌蝇和红眼雄蝇杂交，通过眼色可判断子代性别 11．下图为甲、乙两种遗传病（其中一种为伴性遗传）的某遗传家系图，家系中无基因突变发生。已知Ⅱ8只携带甲或乙一种致病基因，人群中甲病的发病率为1/10000。下列叙述错误的是（　　） A．乙病遗传方式与抗维生素D佝偻病不同 B．Ⅱ8个体的致病基因只来源于Ⅰ3 C．Ⅲ12与Ⅱ6基因型相同的概率是3/5 D．若Ⅲ10与人群中某正常男性结婚，所生子女患病的概率是27/202 12．Fabry病是伴X染色体隐性遗传病。患者编码α-半乳糖苷酶A的基因GLA发生突变，导致Gb3等在全身多个脏器积累，引起临床症状。相关叙述正确的是（　　） A．Fabry病患者中女性远多于男性 B．所有患者GLA的碱基序列均相同 C．基因测序、Gb3含量测定可辅助诊断 D．可通过口服α-半乳糖苷酶进行治疗 13．下列遗传病的实例、特点及所属类型，对应错误的是（　　） A．镰状细胞贫血—红细胞呈弯曲的镰刀状—染色体异常遗传病 B．白化病—男女发病率接近—常染色体隐性遗传病 C．人类红绿色盲—患者中男性远多于女性—伴X染色体隐性遗传病 D．青少年型糖尿病—在群体中发病率比较高—多基因遗传病 14．对正常雄蝇进行诱变，筛选X染色体上经诱变产生的某隐性基因（不存在致死突变），并将基因保存在杂合子雌蝇中用于后续研究。将该诱变雄蝇与母本XAdXaD杂交，其中A和d是正常个体都会携带的野生型基因，a为纯合致死基因，D是显性棒眼基因。杂交得到F1，再用F1得到F2，不考虑同源染色体之间的互换。下列说法错误的是（　　） A．若母本性腺中处于减数第一次分裂的细胞发生倒位，在光学显微镜下能 观察到该变异 B．在F1中，棒眼：正常眼=1：2，棒眼全为雌蝇，正常眼中一半为雌蝇，一半为雄蝇 C．取F1雄蝇和F1棒眼雌蝇单对杂交，通过F2雄蝇可判断亲代父本是否有隐性突变基因 D．若亲代父本有隐性突变基因，F2的棒眼雌蝇携带该隐性基因，可保存用于后续研究 15．KRS是由A2基因突变引起的罕见遗传病。某家系患病情况与相关检测结果如下图，已知Ⅰ-1的A2基因第1306位G替换成A，Ⅰ-2的A2基因第3057位C缺失。利用1306位上下游的特异性引物进行cDNA扩增。对该家系分析不正确的是（　　） A．该病遗传方式为常染色体隐性遗传病 B．Ⅰ-1中A2基因碱基替换导致相应mRNA变短 C．Ⅱ-1含有两个正常A2基因的概率为1/4 D．Ⅱ-2与正常男性婚配，后代不一定患KRS 第二部分 本部分共6题，共70分。 16．（14分，除标记外，每空1分）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。（1）用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数________的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体ta1、ta2等，这说明基因突变具有________的特点。 （2）突变体ta1与野生型水稻杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1，说明该性状的遗传遵循基因________定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于________附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 （3）由ta1建立稳定品系t检测发现其籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请分别预期两个阶段的检测结果并从中选出应保留的植株。阶段1：________（2分）；阶段2：________（2分）。 ③将KASP技术应用于本育种过程，优点是________（2分）。 17．（14分，除标记外，每空2分）小鼠是生物学中常见的模式生物，常用小鼠突变体研究特定的遗传现象。在尾形遗传中，野生型小鼠为正常尾，研究者发现了突变的短尾小鼠甲和无尾小鼠乙。 （1）小鼠的正常尾、短尾和无尾是相对性状，即_________的不同表现类型。 （2）已知尾形遗传由位于17号染色体相同位置上的t+、ts、t0基因控制，野生型的基因型为t+t+，ts与短尾有关，t0与无尾有关。研究者用上述小鼠做了以下几组杂交实验，如下表。 组别 杂交组合 子代表型及比例 1 甲×甲 短尾：正常尾=2：1 2 甲×野生型 短尾：正常尾=1：1 3 乙×乙 全为无尾 4 乙×野生型 短尾：正常尾=1：1 ①通过第_________组实验判断，甲和乙均为杂合子。 ②综合上述杂交结果，三个基因之间的显隐性关系为：_________（选填字母）为显性。 A．ts对t+ B．t+对ts C．ts对t0 D．t0对ts E．t0对t+ F．t+对t0 ③进一步研究发现，组别3的后代基因型与乙相同，综合有关信息判断，基因型为_________的个体致死。 （3）进一步发现，小鼠乙的17号染色体上存在一个重组率极低的区域。为探究其机制，进行了如下研究。 ①重组率是指减数分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，使非等位基因重新组合，所形成的重组型配子占全部配子的比例。理论上，两对非等位基因之间的重组率取值范围为_________。 ②与野生型相比，小鼠乙的17号染色体某区域存在差异（见下图），该区域一端含尾形基因，另一端含簇毛基因（F：非簇毛，f：簇毛）。野生型与小鼠C杂交产生的F1中，基因型为tst+Ff的小鼠的两对基因之间重组率为18%，远高于一条染色体来源于乙、另一条来源于野生型的杂合子，后者这两对基因之间的重组率仅为0.4%。 为解释重组率低的原因，研究者提出两个假说。 假说1：来自小鼠乙的该区域高度凝聚，几乎完全无法参与交换； 假说2：来自小鼠乙的该区域与野生型的序列差异导致交换极难发生。 为检验上述假说，请从下图中选择合适的小鼠设计杂交方案，并给出支持假说2、否定假设1的预期结果_________（4分）。 18．（12分，除标记外，每空2分）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 关闭豆荚“自爆开关”的机制 大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力，引发炸裂；豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚（图1），能增强结构稳定性，抑制豆荚炸裂。 以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体，利用分子标记SSR，在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因：Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH，调控靶基因表达；Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因，均可显著提高豆荚炸裂率。 A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚，推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白，将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时，AD便发挥转录激活活性，启动基因表达。研究者制备表达载体（如表），将不同组合的载体共转化酵母菌，分1-5区涂布于添加显色底物的平板（图3）。若Lac基因表达，菌落呈蓝色。 载体编号 转入基因片段 a A基因启动子-Lac基因编码序列 b 组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列 c 组成型启动子-AD基因编码序列 d Lac基因编码序列 注：组成型启动子具有持续激活基因表达的活性 大豆群体遗传学分析显示：Sh与Pd基因调控通路相互独立，在人工驯化中被共同选择；栽培大豆中，两基因位点两侧均出现500～700 kb的“选择性清除”区域，即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律，为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。 （1）图2中Sh基因突变的类型是碱基的________。 （2）若SSR标记与抗炸裂基因________，则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。 （3）图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达，培养平板上不同区域菌落呈现颜色为________，说明转录因子SH可结合A基因启动子。 （4）（4分）依据材料信息选择合适的选项，完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。 A．Sh、Pd基因突变 B．sh和pd基因频率升高 C．Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降 D．sh无法抑制A基因启动子活性，A基因表达，豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚 ①________ ②________ ③________ （5）结合“选择性清除”现象，从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响________。 19．（9分，除标记外，每空2分）研究者用两种不同果蝇进行杂交，使系列基因的功能和定位得以揭示。 （1）纯合的黑腹果蝇M（♀）与纯合的拟果蝇N（♂）杂交，子代全为雌性且均不育，表明果蝇M和果蝇N之间存在________（1分）。 （2）果蝇M和N的X染色体上分别存在等位基因HM和HN。研究者从果蝇M中获得HM基因突变为H基因的纯合突变体甲，突变体甲（♀）与果蝇N（♂）杂交，子代中雌、雄性别比例为1：1。研究者继续进行图1所示杂交实验。 ①F1的基因型及比例为________。 ②F2雄性个体均不含HM基因，由此推断H基因可能在________（选填下列字母）时期表达，其表达产物阻止雄性子代死亡。 a．初级卵母细胞 b．次级卵母细胞 c．受精卵细胞 （3）研究发现，果蝇M和N常染色体上分别存在等位基因LM和LN。从果蝇N中获得LN基因突变为L基因的纯合突变体乙。突变体乙（♂）与果蝇M（♀）杂交，子代中雌、雄性别比例为1：1，推测L基因的表达产物也能阻止雄性子代死亡。为确定L基因的位置，研究者进行图2所示的杂交实验（不考虑交叉互换）。 若F2中雄性果蝇的表型及比例为________，则L基因位于2号染色体上。 （4）（每空1分）综合上述杂交结果，研究者提出假说“果蝇M（♀）与果蝇N（♂）杂交时，子代雄性个体只要同时含有HM和LN就无法发育”。为验证上述假说，研究者拟用突变体甲（♀）和果蝇N（♂）进行新的杂交实验。下列a～c为对亲本的相关操作（插入基因不造成内源基因突变），请选填字母完成杂交方案并预期子代性别及比例。 操作 杂交方案及结果 a．3号染色体插入一个HM基因 b．3号染色体插入一个LN基因 c．不进行转基因操作 突变体甲（♀）：________ 果蝇N（♂）：________ 子代性别及比例：________ 20．（8分，除标记外，每空1分）致死性铜代谢障碍遗传病（MD）是由ATP7A基因突变导致的体内铜转运障碍，从而引起以神经系统病变为主要表现的多系统受累的遗传性疾病。 （1）某患儿的家系图如下图，基因测序结果表明患儿父亲不携带致病基因。该病的遗传方式是________，患儿姐姐与母亲基因型相同的可能性为________。 （2）采集患儿及家系的静脉全血，经技术分析比对发现患儿ATP7A蛋白从MBD4结构域（蛋白质三级结构中独立折叠、稳定且具备特定功能的区域）中部开始截短，后续功能结构域全部缺失。推测ATP7A基因突变导致基因表达过程中________，合成的蛋白质结构不完整，丧失正常功能。后经基因测序证实该推测。Ⅱ-1和Ⅱ-2希望生育的后代不携带该致病基因，产科医生选取了Ⅱ-2的4个卵原细胞，对其产生的极体进行基因测序（不考虑非姐妹染色单体交换片段），结果如下表。 组别 1 2 3 4 ATP7A部分基因序列 -ACACAAGAA- -TGTGTTCTT- -ACATAAGAA- -TGTATTCTT- -ACACAAGAA- -TGTGTTCTT- -AGATAAGAA- -TGTATTCTT- 来源 第一极体 第一极体 第二极体 第二极体 注：正常ATP7A部分序列为-ACACAAGAA-，-TGTGTTCTT- 依据表中信息，选择哪组的卵母细胞进行人工授精最合适，理由是________（3分）。 （3）研究发现ATP7A基因编码产物是一种铜离子跨膜转运蛋白，主要功能是输送铜离子以促进铜依赖酶的生物合成，并排出细胞内过剩的铜离子，从而维持体内铜稳态。这一事例说明基因、基因表达产物、性状三者的关系是________。 （4）大多数未经治疗的MD患儿多数在3岁前死亡，因此早期诊断和早期干预治疗十分重要。国际上，补充组氨酸铜常被用于MD的对症治疗。为从根本上对该病进行治疗，提出一种治疗思路________。 21．（13分，除标记外，每空1分）籼稻和粳稻的杂交种有杂种优势但会出现部分花粉不育。水稻基因组中Sa区段（简称Sa）与花粉育性相关。 （1）籼稻和粳稻的Sa不同，二者杂交所得F1的Sa类型均为籼—粳杂合型。常温（23℃）下F1花粉50%可育，F1自交所得F2的Sa类型及比例为籼稻型：籼—粳杂合型=1：1，推测F1中含________Sa的花粉不育。高温（32℃）下F1花粉育性完全恢复。 （2）Sa包含连锁不发生交换的3个基因——F、M和L，籼稻为F+、M+、L+的纯合子，粳稻为F-、M-、L-的纯合子。F+蛋白与M+蛋白在减数分裂Ⅰ过程中结合形成复合物C，导致花粉败育。研究者推测“L+蛋白在花粉中完全解除复合物C的作用”，为验证该推测，将L+基因转入F1获得转基因植株（L+基因单拷贝插入非Sa所在的染色体）。若该推测成立，则该转基因植株在常温下自交，后代Sa类型及比例为籼稻型：籼—粳杂合型：粳稻型=________（2分）。 （3）L-蛋白也具有恢复育性的功能，但其氨基酸序列与L+蛋白有差异。研究者分别敲除F1植株中的L+基因或L-基因，获得突变植株甲和乙。植株甲和乙在不同温度下分别自交，后代的Sa类型所占比例如图1。 综合上述信息，阐述L+蛋白和L-蛋白与不同温度下F1花粉育性的关系________（2分）。 （4）研究者进一步提出假说：“L+蛋白可通过竞争性结合M+蛋白，抑制复合物C的作用”，证实该假说的实验设计如下。 步骤1：GST蛋白和MBP蛋白为常用的分子标签。研究者分别制备了GST-M+、MBP-F+、MBP-L+三种融合蛋白，这三种蛋白分子量不同。 步骤2：将不同蛋白按照表中1～5组所示组合混匀后保温（“+”代表加入，“-”代表未加入），请写出表中“？”处的处理________；________；________；________。 组别 蛋白质 1组 2组 3组 4组 5组 MBP-L+ ？ ？ ？ ？ - MBP - - - - + GST-M⁺ + + + + + MBP-F+ + + + + + 步骤3：捕获GST-M+及其结合蛋白，分离与GST-M+结合的蛋白并进行电泳，用抗MBP抗体检测，依据电泳条带的位置和深浅判断________（2分）。 （5）籼稻主要分布于热带、亚热带，粳稻主要分布于温带。图2为籼稻和粳稻的演化路径，依据现代生物进化理论分析，形成现今的籼稻和粳稻的两个关键环节是________（2分）。 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 学科网（北京）股份有限公司 第五单元 基因的传递规律 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共15题，每题2分，共30分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1．（新情景·基因编辑马铃薯）科研人员通过基因编辑去除野生二倍体马铃薯自交不亲和的特性，在此基础上获得多个纯合系。将两个纯合系杂交得到“优薯1号”。相关叙述正确的是（　　） A．野生二倍体马铃薯只能无性繁殖产生后代 B．纯合系可由基因编辑马铃薯多代自交形成 C．优薯1号会集中两个纯合系全部优良性状 D．优薯1号自交后代不会发生性状分离 【答案】B 【解析】A、野生二倍体马铃薯仅存在自交不亲和的特点，仍可通过异花授粉完成有性生殖，也可进行无性繁殖，A错误； B、基因编辑去除了马铃薯自交不亲和的特性，使马铃薯可正常自交，通过多代自交可逐代提高纯合度，最终获得纯合系，B正确； C、杂交育种只能将两个亲本的部分优良性状集中到同一个体中，若优良性状为隐性性状，在杂合的优薯1号中无法表现，因此优薯1号不可能集中两个纯合系的全部优良性状，C错误； D、优薯1号由两个纯合系杂交获得，属于杂合子，自交后代会发生性状分离，D错误。 2．（新情景·雌雄花开放）核桃同一植株上雌雄花开放时间不同。雌花先开型（G）对雄花先开型（g）为显性，机制如图。自然群体中雌花先开型与雄花先开型比例约为1：1。下列推理正确的是（　　） A．小片段RNA翻译出抑制T基因的蛋白 B．自然群体中GG基因型个体数量较多 C．雌花先开型植株的基因型多为Gg D．雌雄花异时开放不利于维持遗传多样性 【答案】C 【解析】A、由题干机制可知，G转录的小片段RNA直接结合T基因特定位点发挥抑制作用，并未进行翻译过程，A错误； B、若自然群体中GG基因型个体数量较多，GG与其他个体交配的后代均为G_（雌花先开型），会导致雌花先开型占比远高于1/2，与题意不符，B错误； C、若雌花先开型植株基因型多为Gg，Gg与gg（雄花先开型）杂交后代为Gg：gg=1：1，刚好符合自然群体中两种表现型比例1：1，C正确； D、雌雄花异时开放可避免同株自花传粉，促进异花传粉，增加后代基因重组的概率，有利于维持遗传多样性，D错误。 3．两性植株甲的野生型叶片表面密披茸毛，将其萌动的种子经射线处理后筛选出具有单一突变位点的两个无茸毛纯合品系。为确认无茸毛的遗传机制进行了如下实验。不存在其他突变、致死等异常情况下，下列分析错误的是（　　） A．两对突变基因为非同源染色体上的非等位基因 B．F1与两亲本分别回交，所生子代中无茸毛植株均约占1/2 C．若x=7/16，F1能产生四种比例相等的雌配子或雄配子 D．若x=1/2，有茸毛至少受两对非独立遗传的等位基因控制 【答案】A 【解析】A、两个突变植株杂交，F1全为野生型（有茸毛），判断单一突变位点的两个无茸毛纯合品系均为隐性纯合子，并且突变的基因属于非等位基因，用A/a、B/b表示，分别用AAbb、aaBB表示二者基因型，因此，F1的基因型为AaBb，则该两对非等位基因可以分别位于非同源染色体上，也可以是两对非等位基因位于一对同源染色体上，A错误； B、两个突变植株杂交，F1全为野生型，判断单一突变位点的两个无茸毛纯合品系均为隐性纯合子，并且突变的基因属于非等位基因，分别用AAbb、aaBB表示二者基因型，因此，F1的基因型为AaBb，无论两对等位基因是否独立遗传，回交子代中无茸毛植株均约占1/2，B正确； C、若x=7/16，说明两对等位基因独立遗传，F1能产生四种比例相等的雌配子或雄配子，C正确； D、若x=1/2，说明F1能产生两种比例相等的雌配子或雄配子（Ab、aB），两对等位基因非独立遗传，D正确。 4．果蝇的卷翅和直翅、红眼和白眼分别由一对等位基因控制。据表中杂交实验及结果，推测合理的是（　　） 亲代 亲本杂交所得F1表型及比例 卷翅白眼（♀）×卷翅红眼（♂） 卷翅红眼（♀）：卷翅白眼（♂）：直翅红眼（♀）：直翅白眼（♂）=2：2：1：1 A．控制眼色性状的基因位于常染色体上 B．卷翅和直翅这对相对性状中卷翅为隐性 C．果蝇中可能存在卷翅基因纯合致死现象 D．F1中两种卷翅果蝇交配，后代中直翅红眼占1/8 【答案】C 【解析】A、子代雌性全为红眼，雄性全为白眼，眼色遗传与性别相关联，红眼为显性，说明控制眼色的基因位于性染色体上，A错误； B、亲本均为卷翅，F1出现直翅性状，说明卷翅对直翅为显性，B错误； C、F1中卷翅总占比为（2+2）/（2+2+1+1）=2/3，直翅总占比为1/3，性状分离比为2：1，不符合3：1的常规分离比，推测存在卷翅基因纯合致死现象，C正确； D、设翅型基因为A/a（A控制卷翅，a控制直翅，AA致死），眼色基因为B/b（B控制红眼，b控制白眼，位于X染色体上或XY同源区段），亲代为AaXbXb×AaXBY或AaXbXb×AaXBYb则F1卷翅雌果蝇基因型为AaXBXb，卷翅雄果蝇基因型为AaXbY（AaXbYb），二者交配，后代直翅aa占1/3，红眼占1/2，故直翅红眼占1/3×1/2=1/6，D错误。 5．枫糖尿病是一种单基因遗传病，患者氨基酸代谢异常，出现一系列神经系统损害的症状。下图是某患者家系中部分成员的该基因带谱，以下推断错误的是（　　） A．该病为常染色体隐性遗传病 B．2号携带该致病基因 C．3号为杂合子的概率是2/3 D．1和2再生患此病孩子的概率为1/4 【答案】C 【解析】A、Ⅰ1和Ⅰ2无病，但Ⅱ4有病，说明该病为隐性遗传病，根据基因带谱可知，Ⅱ4是隐性纯合子，Ⅱ3是显性纯合子，Ⅰ1和Ⅱ5是杂合子，因此，该病为常染色体隐性遗传病，A正确； B、由于Ⅱ4是隐性纯合子，所以2号携带该致病基因，B正确； C、3号为显性纯合子，为杂合子的概率是0，C错误； D、由于Ⅰ1和Ⅰ2无病，都是杂合体，所以他们再生患此病孩子的概率为1/4，D正确。 6．报春花的花色由两对基因控制。将纯合紫红色报春花与纯合白色报春花杂交，F1全为粉色，F1自交得到F2，F2表型及比例为白色：浅粉色：粉色：深粉色：紫红色=1：4：6：4：1。下列叙述错误的是（　　） A．控制花色的两对基因的遗传是独立的 B．花色深浅与显性或隐性基因的数量有关 C．F2中白色和紫红色性状均可稳定遗传 D．F1测交后代会出现四种花色 【答案】D 【解析】A、F2表型比例和为16，属于9：3：3：1的自由组合比例变形，说明两对基因遵循自由组合定律，遗传是独立的，A正确； B、F2中花色从白色到紫红色，对应显性基因数量依次为0、1、2、3、4，说明花色深浅与显性基因的数量有关，B正确； C、F2中白色个体基因型为aabb（隐性纯合），紫红色个体基因型为AABB（显性纯合），均为纯合子，性状可稳定遗传，C正确； D、F1基因型为AaBb，测交是与aabb杂交，后代基因型为AaBb（粉色）、Aabb（浅粉色）、aaBb（浅粉色）、aabb（白色），仅出现3种花色，D错误。 7．某植物的白花和红花是一对相对性状，由等位基因A、a和B、b控制，A控制红色素的合成，基因B会抑制基因A的表达。某白花植株自交，F1中白花：红花=5：1，F1中的红花植株自交，后代中红花：白花=2：1。下列叙述错误的是（　　） A．基因A、a和B、b独立遗传 B．基因A纯合的个体会致死 C．F1中白花植株的基因型有7种 D．亲代白花植株的基因型为AaBb 【答案】C 【解析】A、若两对基因独立遗传，AaBb自交（A纯合致死）后代白花：红花=5：1，与题干信息吻合，因此基因A、a和B、b独立遗传，A正确； B、F1红花（A_bb）自交后代红花：白花=2：1，符合杂合子自交且显性纯合致死的性状分离比，说明基因A纯合的个体（AA_ _）会致死，B正确； C、由于A纯合致死，存活个体的基因型共有AaBB、AaBb、Aabb、aaBB、aaBb、aabb6种，其中Aabb为红花，因此白花基因型共5种，并非7种，C错误； D、亲代白花自交后代出现红花（A_bb），且白花：红花=5：1，推导可知亲代白花基因型为AaBb，其自交存活后代中红花占1/6、白花占5/6，符合题干比例，D正确。 8．利用线粒体突变体可检测植物线粒体父系渗漏现象：携带缺陷型线粒体（会导致种子萌发缺陷）的母本，与携带正常线粒体的父本杂交，发现极少数种子萌发。下列关于萌发种子的推断一定成立的是（　　） A．获得父本线粒体，发生父系渗漏 B．仅继承母本线粒体，未发生父系渗漏 C．同时继承双亲线粒体，发生基因重组 D．线粒体功能未受影响，未发生父系渗漏 【答案】A 【解析】A、正常情况下子代线粒体全部来自缺陷型母本，种子应无法萌发，现在种子可萌发说明获得了父本的正常线粒体，即发生了父系渗漏，A正确； B、若仅继承母本线粒体，母本线粒体为缺陷型，会导致种子萌发缺陷，无法萌发，B错误； C、萌发种子只要获得父本的正常线粒体即可正常萌发，不一定需要同时继承双亲线粒体，且题意未支持发生线粒体基因重组的论断，C错误； D、若未发生父系渗漏，子代仅含有母本的缺陷型线粒体，线粒体功能会受影响，种子无法萌发，不符合题意，D错误。 9．科研人员利用CRISPR对果蝇某未知性状基因进行随机敲除，获得多只突变体。杂交实验显示：野生型雌蝇×突变型雄蝇→F1全为野生型，F1雌雄交配→F2中野生型：突变型=3：1且突变型仅出现在雄性。据此推测该突变基因最可能是（　　） A．常染色体显性突变 B．常染色体隐性突变 C．X染色体隐性突变 D．Y染色体非同源区段突变 【答案】C 【解析】A、若为常染色体显性突变，突变型为显性性状，突变型雄蝇与野生型（隐性纯合）雌蝇杂交的F1会出现突变型个体，与题干F1全为野生型矛盾，A错误； B、若为常染色体隐性突变，性状遗传与性别无关，F2中突变型个体雌雄均会出现，与题干突变型仅出现在雄性矛盾，B错误； C、若为X染色体隐性突变，亲本野生型雌蝇基因型为XAXA，突变型雄蝇基因型为XaY，F1基因型为XAXa、XAY，全为野生型；F1雌雄交配，F2基因型为XAXA、XAXa、XAY、XaY，表型为野生型：突变型=3：1，且突变型仅为雄性，完全符合题干杂交结果，C正确； D、若为Y染色体非同源区段突变，突变基因仅随Y染色体传递给雄性后代，F1雄性个体应全为突变型，与题干F1全为野生型矛盾，D错误。 10．摩尔根用果蝇杂交实验证明了基因在染色体上。下图显示其中部分实验结果。相关叙述错误的是（　　） A．通过杂交一可判断红眼为显性性状 B．杂交一中白眼性状的表现与性别相关联 C．杂交二结果可证明红、白眼基因位于Ⅹ染色体上 D．若白眼雌蝇和红眼雄蝇杂交，通过眼色可判断子代性别 【答案】C 【解析】A、杂交一亲本红眼雌蝇与白眼雄蝇杂交，F1均为红眼，可判断红眼为显性性状，A正确； B、杂交一F2中白眼全为雄蝇，说明白眼性状的表现与性别相关联，B正确； C、杂交二白眼雄蝇与杂交一F1红眼雌蝇杂交，由于子代中没有分别统计雌蝇和雄蝇的表现型以及比例，无法证明红、白眼基因位于X染色体上，C错误； D、控制果蝇眼色的基因位于X染色体上（假设相关基因用A和a表示），若白眼雌蝇（XaXa）与红眼雄蝇（XAY）杂交，后代雄蝇（XaY）全部为白眼，雌蝇（XAXa）全为红眼，可根据眼色来区分子代性别，D正确。 11．下图为甲、乙两种遗传病（其中一种为伴性遗传）的某遗传家系图，家系中无基因突变发生。已知Ⅱ8只携带甲或乙一种致病基因，人群中甲病的发病率为1/10000。下列叙述错误的是（　　） A．乙病遗传方式与抗维生素D佝偻病不同 B．Ⅱ8个体的致病基因只来源于Ⅰ3 C．Ⅲ12与Ⅱ6基因型相同的概率是3/5 D．若Ⅲ10与人群中某正常男性结婚，所生子女患病的概率是27/202 【答案】C 【解析】A、系谱图显示，Ⅱ5和Ⅱ6均正常，其女儿Ⅲ10患甲病，说明甲病为常染色体隐性遗传，则结合题意可知乙病为伴性遗传。抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传，其特点是男病母女病，题图显示Ⅱ7患病但其母亲（Ⅰ1）和一个女儿（Ⅲ12）正常，故乙病遗传方式与抗维生素D佝偻病不同，乙病应为伴X染色体隐性遗传病，A正确； B、结合对A选项的分析可知：Ⅱ8只携带有位于X染色体上的乙病的致病基因，Ⅰ3与Ⅰ4均正常，说明Ⅰ4没有乙病的致病基因，所以Ⅱ8个体的致病基因只来源于Ⅰ3，B正确； C、假设甲病的致病基因为a，乙病的致病基因为b，则Ⅱ6的基因型为AaXBXb，Ⅱ7和Ⅱ8的基因型分别为AaXbY和AAXBXb，进而推知Ⅲ12的基因型为1/2AAXBXb、1/2AaXBXb，可见，Ⅲ12与Ⅱ6基因型相同的概率是1/2，C错误； D、只考虑甲病，由题意“人群中甲病的发病率为1/10000”可知：a的基因频率=1/100，A的基因频率=1-1/100=99/100，在正常人群中，AA：Aa=（99/100×99/100）：（2×99/100×1/100）=99：2，因此人群中某正常男性的基因型为Aa的概率是2/101，而Ⅲ10的基因型为aa，因此，Ⅲ10与人群中某正常男性结婚，所生子女患甲病的概率是2/101×1/2aa=1/101，正常的概率是1-1/101=100/101，只考虑乙病，Ⅱ5的基因型为XBY，Ⅱ6的基因型为XBXb，因此Ⅲ10的基因型为1/2XBXB、1/2XBXb，人群中某正常男性的基因型为XBY，所以，Ⅲ10与人群中某正常男性结婚，所生子女患乙病的概率是1/2×1/4XbY=1/8，正常的概率是1-1/8=7/8，综上分析，若Ⅲ10与人群中某正常男性结婚，所生子女患病的概率是1-100/101×7/8=27/202，D正确。 12．Fabry病是伴X染色体隐性遗传病。患者编码α-半乳糖苷酶A的基因GLA发生突变，导致Gb3等在全身多个脏器积累，引起临床症状。相关叙述正确的是（　　） A．Fabry病患者中女性远多于男性 B．所有患者GLA的碱基序列均相同 C．基因测序、Gb3含量测定可辅助诊断 D．可通过口服α-半乳糖苷酶进行治疗 【答案】C 【解析】A、伴X染色体隐性遗传病的遗传特点为男性患者远多于女性患者，男性仅含1条X染色体，只要携带致病基因就会发病，女性需要2条X染色体均携带致病基因才会发病，A错误； B、基因突变具有不定向性，GLA基因可发生多种不同类型的突变导致患病，因此不同患者的GLA基因碱基序列不一定相同，B错误； C、该病的病因是GLA基因突变，且病理特征为Gb3异常积累，因此通过基因测序检测是否存在致病突变、测定Gb3含量是否异常，都可以辅助诊断该病，C正确； D、α-半乳糖苷酶的化学本质是蛋白质，口服后会被消化道中的蛋白酶分解失活，无法发挥生理作用，因此不能通过口服的方式治疗，D错误。 13．下列遗传病的实例、特点及所属类型，对应错误的是（　　） A．镰状细胞贫血—红细胞呈弯曲的镰刀状—染色体异常遗传病 B．白化病—男女发病率接近—常染色体隐性遗传病 C．人类红绿色盲—患者中男性远多于女性—伴X染色体隐性遗传病 D．青少年型糖尿病—在群体中发病率比较高—多基因遗传病 【答案】A 【解析】A、镰状细胞贫血是血红蛋白基因突变引发的单基因遗传病，不属于染色体异常遗传病，A错误； B、白化病属于常染色体隐性遗传病，致病基因位于常染色体上，遗传不受性别影响，因此男女发病率接近，B正确； C、人类红绿色盲属于伴X染色体隐性遗传病，男性仅需X染色体携带致病基因就会发病，女性需两条X染色体均携带致病基因才会发病，因此患者中男性远多于女性，C正确； D、青少年型糖尿病属于多基因遗传病，具有群体发病率较高、易受环境因素影响的特点，D正确。 14．对正常雄蝇进行诱变，筛选X染色体上经诱变产生的某隐性基因（不存在致死突变），并将基因保存在杂合子雌蝇中用于后续研究。将该诱变雄蝇与母本XAdXaD杂交，其中A和d是正常个体都会携带的野生型基因，a为纯合致死基因，D是显性棒眼基因。杂交得到F1，再用F1得到F2，不考虑同源染色体之间的互换。下列说法错误的是（　　） A．若母本性腺中处于减数第一次分裂的细胞发生倒位，在光学显微镜下能 观察到该变异 B．在F1中，棒眼：正常眼=1：2，棒眼全为雌蝇，正常眼中一半为雌蝇，一半为雄蝇 C．取F1雄蝇和F1棒眼雌蝇单对杂交，通过F2雄蝇可判断亲代父本是否有隐性突变基因 D．若亲代父本有隐性突变基因，F2的棒眼雌蝇携带该隐性基因，可保存用于后续研究 【答案】D 【解析】A、倒位属于染色体结构变异，在减数第一次分裂前期，同源染色体联会时，倒位区段可能形成倒位环，在光学显微镜下可观察到，A正确； B、在F1中，因a基因隐性致死，XaDY雄蝇致死，存活的F1为：XAdXAdm雌（正常眼）、XaDXAdm雌（棒眼）、XAdY雄（正常眼），故棒眼：正常眼=1：2，棒眼全为雌蝇，正常眼中雌雄各半，B正确； C、取F1雄蝇（XAdY）与F1棒眼雌蝇（XaDXAdm）单对杂交，F2雄蝇为XAdmY。若亲代父本有隐性突变基因，则F2雄蝇携带该基因并表达相应表型；若无，则不携带。通过检测F2雄蝇表型可判断亲代父本是否含突变基因，C正确； D、若亲代父本有隐性突变基因，F2棒眼雌蝇基因型为XaDXAd（不携带m），而携带m基因的F2雌蝇为正常眼（XAdmXAd），故该棒眼雌蝇不可用于保存突变基因，D错误。 15．KRS是由A2基因突变引起的罕见遗传病。某家系患病情况与相关检测结果如下图，已知Ⅰ-1的A2基因第1306位G替换成A，Ⅰ-2的A2基因第3057位C缺失。利用1306位上下游的特异性引物进行cDNA扩增。对该家系分析不正确的是（　　） A．该病遗传方式为常染色体隐性遗传病 B．Ⅰ-1中A2基因碱基替换导致相应mRNA变短 C．Ⅱ-1含有两个正常A2基因的概率为1/4 D．Ⅱ-2与正常男性婚配，后代不一定患KRS 【答案】C 【解析】A、Ⅰ-1（正常男性）和I-2（正常女性）生育了患病的II-2、II-3，符合“无中生有”的隐性遗传特点；且患病个体包含男女，排除伴性遗传，故为常染色体隐性遗传病，A正确； B、I-1的A2基因是1306位G→A的碱基替换（点突变），利用该位点上下游引物扩增cDNA后出现两条带，说明突变导致mRNA长度变短（可能是碱基替换影响了mRNA的剪接过程，最终mRNA片段缩短），B正确； C、I-1的基因型为A（正常）a1（1306位突变），I-2的基因型为A（正常）a2（3057位缺失）。根据分离定律，后代基因型及比例为：AA（1/4）、Aa1（1/4）、Aa2（1/4）、a1a2（1/4）。其中a1a2是患者，而II-1是正常个体，凝胶图谱显示不含a1基因，II-1含两个正常A基因（AA）的概率为1/2，C错误； D、II-2是患者，基因型为a1a2。若与正常男性婚配，正常男性的基因型可能是AA（不携带致病基因），此时后代均为杂合子（Aa1或Aa2），不患KRS；仅当正常男性是携带者（Aa1或Aa2）时，后代才可能患病。因此后代不一定患KRS，D正确。 第二部分 本部分共6题，共70分。 16．（14分，除标记外，每空1分）水稻是人类重要的粮食作物之一，种子的胚乳由外向内分别为糊粉层和淀粉胚乳，通常糊粉层为单层活细胞，主要累积蛋白质、维生素等营养物质；淀粉胚乳为死细胞，主要储存淀粉。选育糊粉层加厚的品种可显著提高水稻的营养。 （1）用诱变剂处理水稻幼苗，结穗后按图1处理种子。埃文斯蓝染色剂无法使活细胞着色。用显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数________的即为糊粉层加厚的种子，将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体ta1、ta2等，这说明基因突变具有________的特点。 （2）突变体ta1与野生型水稻杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1，说明该性状的遗传遵循基因________定律。利用DNA的高度保守序列作为分子标记对F2植株进行分析后，将突变基因定位于5号染色体上。根据图2推测突变基因最可能位于________附近，对目标区域进行测序比对，发现了突变基因。 （3）由ta1建立稳定品系t检测发现其籽粒中总蛋白、维生素等含量均高于野生型，但结实率较低。紫米品系N具有高产等优良性状。通过图3育种方案将糊粉层加厚性状引入品系N中，培育稳定遗传的高营养新品种。 ①补充完成图3育种方案。 ②运用KASP技术对植物进行检测，在幼苗期提取每株植物的DNA分子进行PCR，加入野生型序列和突变型序列的相应引物，两种引物分别携带红色、蓝色荧光信号特异性识别位点，完成扩增后检测产物的荧光信号（红色、蓝色同时存在时表现为绿色荧光）。图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，请分别预期两个阶段的检测结果并从中选出应保留的植株。阶段1：________（2分）；阶段2：________（2分）。 ③将KASP技术应用于本育种过程，优点是________（2分）。 【答案】（1）增多 不定向性 （2）分离 M83 （3） 阶段1：检测结果红色：绿色荧光=1：1（或出现红色和绿色荧光），保留出现绿色荧光信号的植株（2分） 阶段2：检测结果出现红色、绿色和蓝色荧光=1：2：1（或出现红、绿、蓝色荧光），保留出现蓝色荧光信号的植株（2分） 在幼苗期即可测定基因型，准确保留目标植株，加快育种进程（合理即可）（2分） 【解析】（1）由题意可知，通常糊粉层为单层活细胞，选育糊粉层加厚的品种是活细胞且细胞层数增多了，因此要选择的糊粉层加厚的种子应为显微镜观察到胚乳中未染色细胞层数增多的种子；基因的不定向性是指某个基因可产生多个等位基因，故将其对应的含胚部分用培养基培养，筛选获得不同程度的糊粉层加厚突变体ta1、ta2等，这说明基因突变具有不定向性的特点。 （2）突变体ta1与野生型杂交，继续自交得到F2种子，观察到野生型：突变型=3：1，可推测子一代应是杂合子，符合一对等位基因的性状分离比，说明该性状遵循基因分离定律；F2性状分离比为野生型：突变型=3：1，突变基因与分子标记间的距离越近，发生重组的概率越低，重组个体数越少，图中M83对应的重组个体数最少，因此突变基因最可能位于M83附近。 （3）①要通过图3的育种方案（杂交育种），本育种目的是将稳定品系t的糊粉层加厚性状导入高产紫米品系N，因此亲本为稳定品系t和紫米品系N；F1与轮回亲本（高产紫米品系N）连续回交，可逐步积累N的优良性状；回交后自交即可获得纯合的目标植株，方案如图所示： ②图3育种方案中阶段1和阶段2均进行KASP检测，阶段1：保留表现绿色荧光的植株（杂合子同时含野生型和突变型基因，表现绿色荧光，携带目标突变基因）；阶段2：保留表现蓝色荧光的植株（纯合突变体只含突变型基因，表现蓝色荧光，符合育种要求） ③可在幼苗期完成筛选，无需等待植株成熟，缩短育种年限，筛选准确高效。 17．（14分，除标记外，每空2分）小鼠是生物学中常见的模式生物，常用小鼠突变体研究特定的遗传现象。在尾形遗传中，野生型小鼠为正常尾，研究者发现了突变的短尾小鼠甲和无尾小鼠乙。 （1）小鼠的正常尾、短尾和无尾是相对性状，即_________的不同表现类型。 （2）已知尾形遗传由位于17号染色体相同位置上的t+、ts、t0基因控制，野生型的基因型为t+t+，ts与短尾有关，t0与无尾有关。研究者用上述小鼠做了以下几组杂交实验，如下表。 组别 杂交组合 子代表型及比例 1 甲×甲 短尾：正常尾=2：1 2 甲×野生型 短尾：正常尾=1：1 3 乙×乙 全为无尾 4 乙×野生型 短尾：正常尾=1：1 ①通过第_________组实验判断，甲和乙均为杂合子。 ②综合上述杂交结果，三个基因之间的显隐性关系为：_________（选填字母）为显性。 A．ts对t+ B．t+对ts C．ts对t0 D．t0对ts E．t0对t+ F．t+对t0 ③进一步研究发现，组别3的后代基因型与乙相同，综合有关信息判断，基因型为_________的个体致死。 （3）进一步发现，小鼠乙的17号染色体上存在一个重组率极低的区域。为探究其机制，进行了如下研究。 ①重组率是指减数分裂时，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生交叉互换，使非等位基因重新组合，所形成的重组型配子占全部配子的比例。理论上，两对非等位基因之间的重组率取值范围为_________。 ②与野生型相比，小鼠乙的17号染色体某区域存在差异（见下图），该区域一端含尾形基因，另一端含簇毛基因（F：非簇毛，f：簇毛）。野生型与小鼠C杂交产生的F1中，基因型为tst+Ff的小鼠的两对基因之间重组率为18%，远高于一条染色体来源于乙、另一条来源于野生型的杂合子，后者这两对基因之间的重组率仅为0.4%。 为解释重组率低的原因，研究者提出两个假说。 假说1：来自小鼠乙的该区域高度凝聚，几乎完全无法参与交换； 假说2：来自小鼠乙的该区域与野生型的序列差异导致交换极难发生。 为检验上述假说，请从下图中选择合适的小鼠设计杂交方案，并给出支持假说2、否定假设1的预期结果_________（4分）。 【答案】（1）同种生物同一性状 （2）1、2、4 ADF t0t0和tsts （3）0-50% 小鼠B和小鼠C杂交，筛选得到一条染色体来源于乙、另一条来源于野生型的杂合子，该杂合子自交，统计后代表型及比例；预期结果：短尾：正常尾=2：1，且正常尾个体均不含特定分子标记（4分） 【解析】（1）相对性状是指同种生物同一性状的不同表现类型。 （2）①已知：野生型正常尾基因型t+t+；ts与短尾有关，t0与无尾有关。组1：甲×甲→短尾：正常尾=2：1，出现性状分离，说明甲为杂合tst+，且ts对t+为显性。组2：甲×野生型（测交），可知甲为杂合子；组3：乙×乙全无尾，无法判断乙杂合。组4：乙×野生型（t+t+）→短尾：正常尾=1：1，测交比例，乙为杂合t0ts，且t+对t0为显性。乙基因型为t0ts，表现无尾，说明t0对ts显性，故通过1、2、4组实验判断，甲和乙均为杂合子。 ②通过以上分析，可知ts对t+为显性，t+对t0为显性。故选ADF。 ③甲自交后代短尾：正常尾=2：1，说明显性纯合tsts致死；乙自交后代基因型全部与乙（杂合t0ts）相同，说明纯合t0t0也致死，只有杂合子可以存活。 （3）①若两对基因完全连锁不发生交换，重组率为0；若两对基因距离极远，容易发生交换，相当于非同源染色体上非等位基因的自由组合，重组型配子最高占比为50%，因此重组率范围为0-50%。 ②假说1认为：来源于乙的区域本身无法发生交换；假说2认为：是乙区域与野生型区域的序列差异导致交换难，乙区域同源之间可以正常交换。若获得一条染色体来源于乙、另一条来源于野生型的杂合子，其自交后代不出现重组类型，则支持假说2、否定假说1。故选择小鼠B和小鼠C杂交，筛选得到一条染色体来源于乙、另一条来源于野生型的杂合子，该杂合子自交，统计后代表型及比例；预期结果：短尾：正常尾=2：1，且正常尾个体均不含特定分子标记。 18．（12分，除标记外，每空2分）学习以下材料，回答（1）～（5）题。 关闭豆荚“自爆开关”的机制 大豆豆荚内木质素的不对称分布可使豆荚壁产生扭转力，引发炸裂；豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚（图1），能增强结构稳定性，抑制豆荚炸裂。 以野生大豆与栽培大豆为亲本构建杂交后代群体，利用分子标记SSR，在16号染色体上锁定两个调控豆荚炸裂的关键基因：Sh与Pd。野生大豆与栽培大豆这两个基因部分序列如图2。Sh基因编码转录因子SH，调控靶基因表达；Pd基因参与调控木质素的不对称分布。在栽培大豆中分别过表达Sh或Pd基因，均可显著提高豆荚炸裂率。 A蛋白可促使豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚，推测转录因子SH可调控A基因表达。AD基因表达转录激活蛋白，将编码转录因子的基因与AD基因融合表达。当转录因子识别并结合靶基因启动子时，AD便发挥转录激活活性，启动基因表达。研究者制备表达载体（如表），将不同组合的载体共转化酵母菌，分1-5区涂布于添加显色底物的平板（图3）。若Lac基因表达，菌落呈蓝色。 载体编号 转入基因片段 a A基因启动子-Lac基因编码序列 b 组成型启动子-Sh-AD融合基因编码序列 c 组成型启动子-AD基因编码序列 d Lac基因编码序列 注：组成型启动子具有持续激活基因表达的活性 大豆群体遗传学分析显示：Sh与Pd基因调控通路相互独立，在人工驯化中被共同选择；栽培大豆中，两基因位点两侧均出现500～700 kb的“选择性清除”区域，即该区域核苷酸多样性显著降低。本研究阐明了人工驯化形成的栽培大豆抗炸裂性状的分子机制与进化规律，为豆科作物高产育种、种质资源保护与粮食安全保障提供理论支撑。 （1）图2中Sh基因突变的类型是碱基的________。 （2）若SSR标记与抗炸裂基因________，则该SSR在抗炸裂大豆植株群体中被高频检出。 （3）图3平板区域1转入的载体含有Lac基因且可表达，培养平板上不同区域菌落呈现颜色为________，说明转录因子SH可结合A基因启动子。 （4）（4分）依据材料信息选择合适的选项，完善栽培大豆群体获得抗炸裂性状的机制。 A．Sh、Pd基因突变 B．sh和pd基因频率升高 C．Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降 D．sh无法抑制A基因启动子活性，A基因表达，豆荚腹侧缝合线处细胞壁增厚 ①________ ②________ ③________ （5）结合“选择性清除”现象，从利弊两方面分析人工驯化对大豆种质资源的影响________。 【答案】（1）缺失、替换 （2）紧密连锁 （3）平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色 （4）（4分）A C、D B （5）人工选择能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，但会导致特定区域基因多样性下降，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异 【解析】（1）据题图2分析可知，对比野生大豆Sh基因和栽培大豆基因的序列：Sh基因中间缺失了3个ACT片段，属于碱基的缺失；最后三个碱基由GCA变为ACA，发生了碱基替换，因此突变类型为碱基的缺失和替换。 （2）SSR是分子标记，分子标记SSR若与目标性状（抗炸裂）基因紧密连锁，会随目标基因共同遗传，因此会在抗炸裂大豆群体中高频检出。 （3）据题干信息可知，若SH可结合A基因启动子，则只有向时含有“A基因启动子+Lac”“Sh.AD融合基因”的组合（即3区a+b）能激活L.ac表达，菌落显蓝色；题干说明1区本身La可表达，为蓝色；其余组合：2区（c+）无A基因启动子，4区（a+）无Sh基因不能结合启动子，区（6+d）无A基因启动子，都无法激活Lac表达，菌落为白色，因此结果平板1和3区域呈现蓝色，2、4、5区域呈现白色。 （4）题意显示，栽培大豆抗炸裂性状的形成过程为：首先野生大豆中Sh、Pd基因发生突变（A），产生突变型sh和pd；随后两个突变基因分别发挥作用：Pd基因突变，使豆荚木质素不对称分布程度下降（C），sh无法抑制A基因表达，A表达使豆荚腹侧细胞壁增厚，抑制炸裂（D），获得炸裂程度降低的性状；经人工筛选后，抗炸裂的sh和pd基因频率在群体中升高（B），最终获得抗炸裂的栽培大豆。因此相应的环节中依次填入A、CD、B。 （5）人工驯化能快速获得抗炸裂、高产的优良品种，减少了大豆收获前的种子损失，提高了产量，符合人类种植需求，保障粮食安全，这是人工选择的优势；同时还存在一定的弊端，如“选择性清除”使目标区域核苷酸多样性降低，降低了大豆种质的遗传（基因）多样性，降低种质资源的遗传丰富度，可能丢失潜在优良变异，不利于大豆后续育种，也降低了大豆适应多变环境的潜力，不利于种质资源的可持续保护和利用。 19．（9分，除标记外，每空2分）研究者用两种不同果蝇进行杂交，使系列基因的功能和定位得以揭示。 （1）纯合的黑腹果蝇M（♀）与纯合的拟果蝇N（♂）杂交，子代全为雌性且均不育，表明果蝇M和果蝇N之间存在________（1分）。 （2）果蝇M和N的X染色体上分别存在等位基因HM和HN。研究者从果蝇M中获得HM基因突变为H基因的纯合突变体甲，突变体甲（♀）与果蝇N（♂）杂交，子代中雌、雄性别比例为1：1。研究者继续进行图1所示杂交实验。 ①F1的基因型及比例为________。 ②F2雄性个体均不含HM基因，由此推断H基因可能在________（选填下列字母）时期表达，其表达产物阻止雄性子代死亡。 a．初级卵母细胞 b．次级卵母细胞 c．受精卵细胞 （3）研究发现，果蝇M和N常染色体上分别存在等位基因LM和LN。从果蝇N中获得LN基因突变为L基因的纯合突变体乙。突变体乙（♂）与果蝇M（♀）杂交，子代中雌、雄性别比例为1：1，推测L基因的表达产物也能阻止雄性子代死亡。为确定L基因的位置，研究者进行图2所示的杂交实验（不考虑交叉互换）。 若F2中雄性果蝇的表型及比例为________，则L基因位于2号染色体上。 （4）（每空1分）综合上述杂交结果，研究者提出假说“果蝇M（♀）与果蝇N（♂）杂交时，子代雄性个体只要同时含有HM和LN就无法发育”。为验证上述假说，研究者拟用突变体甲（♀）和果蝇N（♂）进行新的杂交实验。下列a～c为对亲本的相关操作（插入基因不造成内源基因突变），请选填字母完成杂交方案并预期子代性别及比例。 操作 杂交方案及结果 a．3号染色体插入一个HM基因 b．3号染色体插入一个LN基因 c．不进行转基因操作 突变体甲（♀）：________ 果蝇N（♂）：________ 子代性别及比例：________ 【答案】（1）生殖隔离（1分） （2）XHMXH：XHY=1：1 b、c （3）暗红眼：猩红眼=1：1 （4）（每空1分）突变体甲（♀）：a，果蝇N（♂）：c，子代性别及比例：雌性：雄性=2：1。突变体甲（♀）：c，果蝇N（♂）：a，子代性别及比例：雌性：雄性=2：1。突变体甲（♀）：a，果蝇N（♂）：a，子代性别及比例：雌性：雄性=4：1 【解析】（1）不同物种间杂交产生的后代不育，说明两个物种之间存在生殖隔离，符合生殖隔离的定义（不同物种不能产生可育后代）。 （2）①突变体甲基因型XHXH，果蝇M基因型XHMY，杂交F1为XHMXH：XHY=1：1。 ②F1为XHMXH与果蝇XHNY杂交，F2雄性个体均不含HM基因，H基因不可能在初级卵母细胞表达，因为一旦这个时期表达，意味着XHM所在的卵细胞也会有该蛋白，也会抑制雄性子代死亡，导致后代会有HM基因，可以推断H基因可能在次级卵母细胞或受精卵细胞时期表达，b和c正确。 （3）突变体乙（XHNY）与果蝇M（XHMXHM）杂交，因为XHMY会死亡，实际子代中雌、雄性别比例为1：1，说明L基因的表达产物也能阻止雄性子代死亡。白眼N（♀）为LNLNbbtt和突变体乙（♂）LLBBTT，子代LNLBbTt。白眼M（♀）LMLMbbtt与雄性个体LNLBbTt杂交，L基因位于2号染色体上，说明L和B连锁,LN和b连锁。白眼M（♀）LMLMbbttXHMXHM配子为LMbtXHM，雄性个体LNLBbTt配子为雄性个体LNbt、LNbT、LBT、LBt，雄性子代（一定有XHMY）为LMLNbbtt（无L白眼死亡）：LMLNbbTt（无L褐眼死亡）：LMLBbTt（暗红眼）：LMLBbtt（猩红眼）=1：1。 （4）据假说“子代雄性同时含有HM和LN就无法发育”：突变体甲♀原本基因型为LMLMXHXH（无HM），果蝇N♂基因型为LNLNXHNY（所有精子都含LN，子代都携带LN）。要验证假说，方案一：需要给突变体甲插入HM（操作a），使其产生一半含HM、一半不含HM的配子，果蝇N不操作（操作c）；后代中雌性全部存活，雄性一半同时含HM（来自母本）和LN（来自父本）死亡，一半存活，因此子代性别比例为雌性：雄性=2：1。方案二：果蝇N（操作a），使其产生一半含LNHMY、一半不含LNHMY的配子，突变体甲（操作c），后代中雌性全部存活，雄性一半死亡（含LNHMY），一半存活（不含LNHMY），因此子代性别比例为雌性：雄性=2：1。方案三：突变体甲和果蝇N同时a操作，则突变体甲为HMLMLMXHXH、果蝇N为HMLNLNXHNY，雌配子1/2HMLMXH、1/2LMXH。雄配子1/4HMLNXHN、1/4LNXHN、1/4HMLNY、1/4LNY。后代中雄性存活的只有1/2LMXH和1/4LNY组合=1/8，雌性存活为1/2，因此子代性别比例为雌性：雄性=4：1。 20．（8分，除标记外，每空1分）致死性铜代谢障碍遗传病（MD）是由ATP7A基因突变导致的体内铜转运障碍，从而引起以神经系统病变为主要表现的多系统受累的遗传性疾病。 （1）某患儿的家系图如下图，基因测序结果表明患儿父亲不携带致病基因。该病的遗传方式是________，患儿姐姐与母亲基因型相同的可能性为________。 （2）采集患儿及家系的静脉全血，经技术分析比对发现患儿ATP7A蛋白从MBD4结构域（蛋白质三级结构中独立折叠、稳定且具备特定功能的区域）中部开始截短，后续功能结构域全部缺失。推测ATP7A基因突变导致基因表达过程中________，合成的蛋白质结构不完整，丧失正常功能。后经基因测序证实该推测。Ⅱ-1和Ⅱ-2希望生育的后代不携带该致病基因，产科医生选取了Ⅱ-2的4个卵原细胞，对其产生的极体进行基因测序（不考虑非姐妹染色单体交换片段），结果如下表。 组别 1 2 3 4 ATP7A部分基因序列 -ACACAAGAA- -TGTGTTCTT- -ACATAAGAA- -TGTATTCTT- -ACACAAGAA- -TGTGTTCTT- -AGATAAGAA- -TGTATTCTT- 来源 第一极体 第一极体 第二极体 第二极体 注：正常ATP7A部分序列为-ACACAAGAA-，-TGTGTTCTT- 依据表中信息，选择哪组的卵母细胞进行人工授精最合适，理由是________（3分）。 （3）研究发现ATP7A基因编码产物是一种铜离子跨膜转运蛋白，主要功能是输送铜离子以促进铜依赖酶的生物合成，并排出细胞内过剩的铜离子，从而维持体内铜稳态。这一事例说明基因、基因表达产物、性状三者的关系是________。 （4）大多数未经治疗的MD患儿多数在3岁前死亡，因此早期诊断和早期干预治疗十分重要。国际上，补充组氨酸铜常被用于MD的对症治疗。为从根本上对该病进行治疗，提出一种治疗思路________。 【答案】（1）伴X染色体隐性遗传 1/2或50% （2）mRNA上的终止密码子提前出现，导致肽链合成提前终止 第2组卵母细胞进行人工授精最合适。第2组第一极体测序结果为突变的致病基因序列，说明致病基因进入第一极体，次级卵母细胞得到正常基因，最终产生的卵细胞不携带致病基因，和正常精子结合后，后代不携带致病基因（3分） （3）基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 （4）导入正常基因或修复突变基因 【解析】（1）患儿（Ⅲ-2）为男性患者，父亲（Ⅱ-1）不携带致病基因，致病基因只能来自母亲（Ⅱ-2），可判断该病为伴X染色体隐性遗传。设该病由A/a基因控制，父亲（Ⅱ-1）的基因型为XAY，母亲（Ⅱ-2）的基因型为XAXa，二者生育的女儿基因型及概率为：1/2XAXa、1/2XAXA，患儿姐姐与母亲基因型相同的可能性为1/2。 （2）患儿ATP7A蛋白从MBD4结构域中部开始截短，后续结构域全部缺失，说明在翻译过程中，mRNA上的终止密码子提前出现，导致肽链合成提前终止，合成的蛋白质结构不完整，丧失正常功能。母亲为携带者（XAXa），不考虑交叉互换，减数第一次分裂同源染色体分离，第一极体携带的染色体与次级卵母细胞的染色体为同源染色体，第2组第一极体测序结果为突变的致病基因序列，说明致病基因进入第一极体，次级卵母细胞得到正常基因，最终产生的卵细胞不携带致病基因，和正常精子（父亲XAY，精子都带正常基因）结合后，后代不携带致病基因，第2组的卵母细胞符合要求。 （3）因编码的蛋白质是铜离子跨膜转运蛋白，直接参与铜稳态的维持，从而影响生物性状，说明基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。 （4）该病为基因突变导致的单基因遗传病，从根本上治疗需要对致病基因进行改造/替换，即基因治疗，导入正常基因或修复突变基因即可。 21．（13分，除标记外，每空1分）籼稻和粳稻的杂交种有杂种优势但会出现部分花粉不育。水稻基因组中Sa区段（简称Sa）与花粉育性相关。 （1）籼稻和粳稻的Sa不同，二者杂交所得F1的Sa类型均为籼—粳杂合型。常温（23℃）下F1花粉50%可育，F1自交所得F2的Sa类型及比例为籼稻型：籼—粳杂合型=1：1，推测F1中含________Sa的花粉不育。高温（32℃）下F1花粉育性完全恢复。 （2）Sa包含连锁不发生交换的3个基因——F、M和L，籼稻为F+、M+、L+的纯合子，粳稻为F-、M-、L-的纯合子。F+蛋白与M+蛋白在减数分裂Ⅰ过程中结合形成复合物C，导致花粉败育。研究者推测“L+蛋白在花粉中完全解除复合物C的作用”，为验证该推测，将L+基因转入F1获得转基因植株（L+基因单拷贝插入非Sa所在的染色体）。若该推测成立，则该转基因植株在常温下自交，后代Sa类型及比例为籼稻型：籼—粳杂合型：粳稻型=________（2分）。 （3）L-蛋白也具有恢复育性的功能，但其氨基酸序列与L+蛋白有差异。研究者分别敲除F1植株中的L+基因或L-基因，获得突变植株甲和乙。植株甲和乙在不同温度下分别自交，后代的Sa类型所占比例如图1。 综合上述信息，阐述L+蛋白和L-蛋白与不同温度下F1花粉育性的关系________（2分）。 （4）研究者进一步提出假说：“L+蛋白可通过竞争性结合M+蛋白，抑制复合物C的作用”，证实该假说的实验设计如下。 步骤1：GST蛋白和MBP蛋白为常用的分子标签。研究者分别制备了GST-M+、MBP-F+、MBP-L+三种融合蛋白，这三种蛋白分子量不同。 步骤2：将不同蛋白按照表中1～5组所示组合混匀后保温（“+”代表加入，“-”代表未加入），请写出表中“？”处的处理________；________；________；________。 组别 蛋白质 1组 2组 3组 4组 5组 MBP-L+ ？ ？ ？ ？ - MBP - - - - + GST-M⁺ + + + + + MBP-F+ + + + + + 步骤3：捕获GST-M+及其结合蛋白，分离与GST-M+结合的蛋白并进行电泳，用抗MBP抗体检测，依据电泳条带的位置和深浅判断________（2分）。 （5）籼稻主要分布于热带、亚热带，粳稻主要分布于温带。图2为籼稻和粳稻的演化路径，依据现代生物进化理论分析，形成现今的籼稻和粳稻的两个关键环节是________（2分）。 【答案】（1）粳稻 （2）2：3：1（2分） （3）L+蛋白在常温和高温下均可恢复含籼稻Sa的花粉育性；L-蛋白在常温下不能恢复含粳稻Sa的花粉育性，高温下可以恢复含粳稻Sa的花粉育性（2分） （4）- + ++ +++ 结合到M⁺上的MBP-F⁺或MBP-L⁺的含量（2分） （5）变异和选择（2分） 【解析】（1）籼稻和粳稻杂交所得F1的Sa类型为籼—粳杂合型（设为S1S2，S1代表籼稻型Sa，S2代表粳稻型Sa）。常温下F1花粉50%可育，F1自交所得F2的Sa类型及比例为籼稻型（S1S1）：籼—粳杂合型（S1S2）=1：1，所以推测F1中含粳稻型Sa的花粉不育。 （2）Sa包含连锁不发生交换的3个基因——F、M和L，籼稻为F+、M+、L+的纯合子，粳稻为F-、M-、L-的纯合子，F+蛋白与M+蛋白在减数分裂过程中结合形成复合物C，导致花粉败育，研究者推测L+蛋白在花粉中完全解除复合物C的作用。将L+基因转入F1获得转基因植株（L+基因单拷贝插入非Sa所在的染色体），F1产生的花粉有F+M+L+、F-M-L-L+、F+M+L+L+、F-M-L-（败育），则F1产生的花粉及比例为F+M+L+：F-M-L-L+：F+M+L+L+=1：1：1，F1产生的卵细胞及比例为F+M+L+：F-M-L-L+：F+M+L+L+：F-M-L-=1：1：1：1，F1自交时，产生的后代Sa类型及比例为：含两个籼稻Sa基因（F+M+L+）的个体（籼稻型）占2/3×2/4=1/3，含一个籼稻Sa基因（F+M+L+）和一个粳稻Sa基因（F-M-L-）的个体（籼-粳杂合型）占2/3×2/4+1/3×2/4=1/2，含两个粳稻Sa基因（F-M-L-）的个体（粳稻型）占1/3×2/4=1/6，所以籼稻型：籼-粳杂合型：粳稻型=2：3：1。 （3）植株甲：由于敲除L+基因，所以含籼稻型Sa的花粉不育，只有L-基因，但常温下，L-蛋白不能解除复合物C的作用，含粳稻型Sa的花粉也不育，所以无后代；高温下，L-蛋白能解除复合物C的作用，含粳稻型Sa的花粉可育，所以后代中籼-粳杂合型：粳稻型=1：1。植株乙：由于敲除L-基因，所以含粳稻型Sa的花粉不育，只有L+基因，常温和高温下，L+蛋白都能解除复合物C的作用，含籼稻型Sa的花粉在常温和高温下均可育，所以后代中籼稻型和籼—粳杂合型=1：1。综上，L+蛋白在常温和高温下均可恢复含籼稻Sa的花粉育性；L-蛋白在常温下不能恢复含粳稻Sa的花粉育性，高温下可以恢复含粳稻Sa的花粉育性。 （4）步骤2中，1组的MBP-L+处理：-（作为对照，没有MBP-L+蛋白，用于验证F+蛋白与M+蛋白结合情况）；2组-4组，逐渐增加加入的MBP-L+的量，以检测L+蛋白是否可通过竞争性结合M+蛋白，抑制F+和M+结合，所以2组的MBP-L+处理：+；3组的MBP-L+处理：++；4组的MBP-L+处理：+++。步骤3中，因为MBP-F+和MBP-L+都带有MBP标签，所以用抗MBP抗体可以检测它们的存在，依据电泳条带的位置和深浅判断结合到M⁺上的MBP-F⁺或MBP-L⁺的含量，以识别GST-M+与MBP-F+和MBP-L+的结合情况。 （5）根据现代生物进化理论，热带祖先通过变异产生了F+M+L-和F+M+L+的变异类型。自然选择作用于这些变异，使分布在温带的种群保留了F-M-L-的基因型（现今的粳稻），分布在热带、亚热带的种群保留了F+M+L+的基因型（现今的籼稻），所以形成现今的籼稻和粳稻的两个关键环节是变异和选择。 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $