清單09高考生物前沿小專題

面圓圈圉1

1.我國科學家發(fā)現(xiàn)耐堿主效基因，對于理解基因與性狀的關(guān)系、生物的適應性進化等知識有重要意義，可能會

在高考中以相關(guān)背景材料出題.

低產(chǎn)量更高的產(chǎn)量

米高粱小米玉米米高粱小米玉米

OxidativestresiHighersurvival

andcelldeathratesandyield

Gy亞基編碼基因AT1/GS3介導植物對堿脅迫的響應機制。

相關(guān)研究成果顯示，中國團隊通過全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析耐鹽堿差異大的高粱資源，發(fā)現(xiàn)了主效耐堿基因

ATI,該基因編碼一個G蛋白丫亞基，與此前由華中農(nóng)業(yè)大學水稻團隊發(fā)現(xiàn)的水稻粒形調(diào)控基因GS3同源。同時,

利用特異性熒光探針系統(tǒng)，團隊首次揭示了作物高抗鹽堿的分子機制：在高鹽堿環(huán)境中，植物細胞受到鹽堿脅迫后

發(fā)生氧化應激反應，產(chǎn)生的過氧化氫對細胞有毒害作用，導致植物無法完成正常的生命周期。而ATI基因通過調(diào)控

水通道蛋白的磷酸化來調(diào)節(jié)水通道蛋白的活性，致使過量有害過氧化氫不能及時有效的泵出細胞。改造該基因則可

緩解此毒害，賦予植物高耐鹽堿性。這一機制不僅在高粱中，在其他的主要糧食作物如水稻、玉米及小作物谷子中

都高度類似，說明ATI是作物耐鹽堿進化中的一個通用基因。

2.我國在油菜素內(nèi)酯研究中取得重大進展，油菜素內(nèi)酯對植物的生長發(fā)育有重要調(diào)節(jié)作用，相關(guān)研究成果可

能會融入到植物激素調(diào)節(jié)等考點中.

運輸機制研究的突破

2024年3月22日，中國科學技術(shù)大學孫林峰團隊在第六大植物激素一油菜素內(nèi)酯的運輸領(lǐng)域取得突破

性進展，發(fā)現(xiàn)了首個油菜素內(nèi)酯的運輸?shù)鞍譇BCB19o該研究成果于3月22日凌晨在《科學》雜志上發(fā)表，填

補了油菜素內(nèi)酯運輸領(lǐng)域的關(guān)鍵空白，為研究結(jié)構(gòu)和功能相似的一類“家族蛋白”打開了思路，將為人們理解、利

用油菜素內(nèi)酯信號促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多幫助。

促進除草劑降解機制研究獲進展

2024年，廣東省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所生物農(nóng)藥研究團隊聯(lián)合江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)設(shè)施裝備研究所在

油菜素內(nèi)酯促進水稻對除草劑降解機制研究方面取得新進展。研究發(fā)現(xiàn)，水稻中的關(guān)鍵油菜素內(nèi)酯信號成分

OsBZR4通過促進水稻油菜素內(nèi)酯合成相關(guān)基因和降解相關(guān)基因的表達，在莠去津和異丙隆的解毒和代謝中起重要

作用，為OsBZR4介導的水稻抗除草劑機制的闡釋提供了理論依據(jù)，對降低農(nóng)藥殘留的膳食攝入風險具有重要意

義分析測試。

3.陜西省在生態(tài)修復方面的相關(guān)舉措和成果：

出臺相關(guān)規(guī)劃與政策

制定修復規(guī)劃：2022年2月，陜西省自然資源廳、陜西省發(fā)展和改革委員會聯(lián)合印發(fā)《陜西省國土空間生態(tài)

修復規(guī)劃(2021-2035年)》，明確了全省國土空間生態(tài)修復總體目標，提出構(gòu)建“兩屏三帶多級廊道，六區(qū)六策

十三項目”國土空間生態(tài)修復格局。

完善管理辦法：2023年12月29日，陜西省生態(tài)環(huán)境廳等十一部門和單位印發(fā)《陜西省生態(tài)環(huán)境損害修復

管理辦法》，規(guī)范全省生態(tài)環(huán)境損害修復工作，確保受損生態(tài)環(huán)境得到及時有效修復。

開展生態(tài)修復項目

礦山生態(tài)修復

關(guān)閉退出礦山：2020年，西安市按照秦嶺北麓整治相關(guān)要求，位于秦嶺區(qū)域的礦山全部關(guān)閉退出，平原地區(qū)

磚瓦用粘土礦全部按照綠色礦山標準進行生產(chǎn)。

分類修復治理：西安市自然資源和規(guī)劃局嚴格按照“宜林則林、宜草則草、宜耕則耕”原則，采取“一礦一策”

實施方案，對不同地形、不同條件的廢棄礦點實施分類修復。截至2024年7月，西安市已經(jīng)先后完成礦山生態(tài)

修復83處，修復治理面積231.86公頃。

河湖濕地生態(tài)修復

實施河道岸堤修復工程：如藍田縣輛峪河河道岸堤修復工程，西安城投集團采用輔助再生+自然恢復的“雙

重”生態(tài)修復治理措施，通過新建護岸、基礎(chǔ)加固、生態(tài)疏浚、垃圾清理等方式修復河道地形地貌，同時構(gòu)建生態(tài)

緩沖帶綠化，提升了輛峪河河道生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

開展?jié)竦乇Ｗo與修復工程：陜西秦嶺北麓主體山水林田湖草沙一體化保護和修復項目中的周至縣黑河入渭口濕

地保護與修復工程通過驗收，改善了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)、豐富了濕地生物多樣性，為東亞-澳大利亞水鳥遷徙提供了棲

息地及補給點。

水土流失治理

推進黃土高原水土流失綜合治理：陜西省以小流域為單元，開展坡耕地整治、淤地壩建設(shè)、林草植被恢復等工

程，加強黃土高原水土流失治理，減少入黃泥沙量。

實施生態(tài)清潔小流域建設(shè)：在秦嶺北麓等區(qū)域，實施生態(tài)清潔小流域建設(shè)，通過治理水土流失，改善農(nóng)村生態(tài)

環(huán)境，促進生態(tài)農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村旅游發(fā)展。

加強生態(tài)保護監(jiān)管

常態(tài)長效開展秦嶺生態(tài)保護監(jiān)管：2025年陜西將常態(tài)長效開展秦嶺生態(tài)保護監(jiān)管，推進秦嶺國家公園、國家

植物園設(shè)立，推動大熊貓保護繁育基地建設(shè)，實施生物多樣性保護工程，加強珍稀瀕危物種保護。

完善生態(tài)保護補償機制：陜西建立了生態(tài)保護縱向補償機制，覆蓋秦嶺、黃河和南水北調(diào)中線工程水源地，通

過財政轉(zhuǎn)移支付等方式，對生態(tài)保護地區(qū)給予補償，提高地方政府和群眾保護生態(tài)環(huán)境的積極性。

生態(tài)修復成效

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善：2024年，黃河干流陜西段水質(zhì)全線達II類，漢丹江出境水質(zhì)穩(wěn)定保持在II類，全省

PM2.5濃度同比改善7.9%,重污染天數(shù)同比減少6.4天。

生態(tài)系統(tǒng)功能增強：秦嶺區(qū)域生態(tài)修復135.2萬畝，黃河“幾字彎”攻堅戰(zhàn)治理沙化土地95.4萬畝，完成“三

北”工程區(qū)營造林207.2萬畝，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和服務功能得到增強。

生物多樣性得到保護：朱鶻國家保護研究中心落戶漢中，延河入選國家美麗河湖優(yōu)秀案例，黃帝陵等3處古

樹群納入全國整體保護工程，生物多樣性得到更好的保護。

4.自體再生胰島移植是糖尿病治療領(lǐng)域一種具有創(chuàng)新性和潛力的方法

技術(shù)原理

胰島細胞的作用：胰島是胰腺中能生成激素的內(nèi)分泌細胞群，胰島細胞主要包含A細胞、B細胞等。其中，B

細胞能產(chǎn)生胰島素，胰島素是調(diào)節(jié)血糖水平的關(guān)鍵激素，它能促進細胞對葡萄糖的攝取和利用，從而降低血糖濃度。

部分糖尿病患者正是因為胰島細胞功能受損，胰島素分泌不足或作用缺陷，導致血糖水平升高。

自體再生胰島移植的過程：該技術(shù)首先通過特定的手段，從患者自身獲取能夠誘導分化為胰島細胞的干細胞，

這些干細胞可以來源于患者的胰腺組織、骨髓、脂肪等。然后，在體外特定的培養(yǎng)條件下，利用細胞因子、生長因

子等生物活性物質(zhì)，誘導這些干細胞分化為具有胰島素分泌功能的胰島樣細胞。最后，將這些自體再生的胰島樣細

胞移植回患者體內(nèi)，通常是移植到肝臟等部位，使其能夠在體內(nèi)正常發(fā)揮調(diào)節(jié)血糖的作用，從而達到治愈糖尿病的

目的。

技術(shù)優(yōu)勢

降低免疫排斥風險：傳統(tǒng)的胰島移植多采用異體胰島，即從尸體或活體供者獲取胰島細胞進行移植。由于供體

和受體的組織相容性抗原不同，異體胰島移植后，受體的免疫系統(tǒng)會將移植的胰島細胞識別為外來異物，從而引發(fā)

免疫排斥反應。免疫排斥反應會導致移植的胰島細胞受損、死亡，最終使移植失敗。而自體再生胰島移植使用的是

患者自身的干細胞誘導分化而成的胰島樣細胞，這些細胞的組織相容性抗原與患者自身完全相同，因此移植后不會

引發(fā)免疫排斥反應，大大提高了移植的成功率和胰島細胞的長期存活率。

臨床應用現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

現(xiàn)狀：目前自體再生胰島移植技術(shù)仍處于臨床試驗和研究階段，尚未廣泛應用于臨床治療。雖然在一些小規(guī)模

的臨床試驗中取得了一定的積極成果，部分患者在接受自體再生胰島移植后，血糖水平得到了有效的控制，胰島素

的使用量也明顯減少，甚至在一些患者中實現(xiàn)了胰島素的完全停用，達到了臨床治愈的效果。但這些試驗樣本量相

對較小，研究時間相對較短，對于該技術(shù)的長期安全性和有效性仍需要進一步的大規(guī)模臨床試驗和長期隨訪研究來

證實。

自體再生胰島移植技術(shù)作為一種新興的糖尿病治療方法，具有廣闊的應用前景和重要的研究價值。雖然目前該

技術(shù)在臨床應用中仍面臨著諸多挑戰(zhàn)，但隨著干細胞生物學、組織工程學、免疫學等多學科領(lǐng)域的不斷發(fā)展和技術(shù)

創(chuàng)新，相信自體再生胰島移植技術(shù)將不斷完善和成熟，為糖尿病的治療帶來新的突破和希望。

5.肝癌的發(fā)病機制及治療，對于細胞的癌變、基因的表達與調(diào)控、免疫治療等知識的考查有一定的指向性，可能

會以此為背景出題，考查學生對相關(guān)知識的理解和應用能力.

2023年北京高考生物卷第1題對pet-ct影像學檢查方法中示蹤劑的認識，體現(xiàn)了對科技前沿的關(guān)注.

細胞和分子機制

基因突變與細胞增殖凋亡失衡：在外界致癌物如肝炎病毒、黃曲霉毒素等的作用下，肝細胞內(nèi)的DNA發(fā)生損

傷，若損傷未能有效修復，會導致基因突變。常見的腫瘤抑制基因p53和癌基因Ras在肝癌患者中經(jīng)常出現(xiàn)異常，

p53基因的失活使細胞喪失了調(diào)控增殖和抑制癌變的能力，而Ras基因的激活則促進了細胞不受控制的分裂，癌

細胞開始快速增殖而不凋亡。

腫瘤微環(huán)境的影響：肝臟內(nèi)部的微環(huán)境由血管、免疫細胞、細胞外基質(zhì)等組成，當這些成分出現(xiàn)變化時，會直

接影響肝細胞的行為。癌細胞還會通過分泌各種因子，改變周圍細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)，增加血管生成，為自身提供充

足的養(yǎng)分和氧氣。同時，腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制細胞，如調(diào)節(jié)性T細胞和髓源性抑制細胞，會幫助癌細胞躲避

免疫系統(tǒng)的攻擊。

我國在肝癌研究方面的最新進展如下：

治療方面

靶向治療：上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院覃文新/王存團隊揭示肝癌細胞氧化磷酸化調(diào)控的新機制，發(fā)現(xiàn)

DYRK1A-TGF-P信號軸在此過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用，靶向DYRK1A聯(lián)合氧化磷酸化抑制劑對肝癌細胞具有協(xié)

同致死作用，為靶向氧化磷酸化治療肝癌提供了新視角。

免疫治療：研究發(fā)現(xiàn)約35%的肝癌樣本中存在馬兜鈴酸誘導的基因突變“指紋”，這些突變與免疫微環(huán)境的耐

受性顯著相關(guān)，為優(yōu)化免疫治療提供了新的思路。此外，將肝癌患者分為代謝驅(qū)動型、微環(huán)境失調(diào)型與增殖驅(qū)動型，

不僅能幫助了解其臨床預后，還為臨床治療提供了靶點。

6.我國在小米育種方面取得了多方面的進展

優(yōu)良品種選育與推廣

“中谷19”的推廣：中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所自主選育的春夏兼播谷子新品種“中谷19”，具有優(yōu)質(zhì)、

廣適、高產(chǎn)、抗倒伏等特性，是國家一級優(yōu)質(zhì)米。在第二屆中國（伊川）小米品質(zhì)品鑒大會上獲得商品品質(zhì)、食味

品質(zhì)和綜合品質(zhì)三個獎項冠軍，并在山西省長治市舉行了田間展示觀摩會議，以推進其產(chǎn)業(yè)化應用，促進糧食增產(chǎn)

和農(nóng)民增收。

山西優(yōu)質(zhì)小米品種鑒評：山西省國家重要特色物種谷子育種聯(lián)合攻關(guān)組提供的43個優(yōu)質(zhì)小米品種參加了鑒評

會，從多個維度進行評選，推動了谷子育種創(chuàng)新，目前該攻關(guān)組在新品種、新品系選育上已經(jīng)取得一定成果。

育種技術(shù)創(chuàng)新

航天育種：陜西米脂的小米種子在太空微重力、強輻射、高真空環(huán)境中發(fā)生基因誘變，己完成第七代地面選育

試驗，有望抵抗退化危機并攻克鹽堿地種植等難題。航天農(nóng)業(yè)應用技術(shù)融合了航空航天、人工智能等多學科，為培

育抗病、高產(chǎn)新品種提供了新途徑。

生物育種技術(shù)：中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所的谷子基因資源研究團隊，綜合運用雜交、常規(guī)育種以及分子

生物學育種等多元方法，篩選出各種各樣的單株，對其進行品質(zhì)評價和審定區(qū)試種，最終遴選出合格的品種應用到

實際生產(chǎn)中。同時，還借助分子生物學技術(shù)挖掘谷子的高光效基因、氮高效基因、磷高效基因等，以培育出品質(zhì)更

優(yōu)良、適應性更強的谷子品種。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展與合作

科企合作加強：中國農(nóng)科院作物科學研究所加強與企業(yè)合作，共同推廣小米優(yōu)良品種，加速高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)谷子新品

種的產(chǎn)業(yè)化應用，如與中農(nóng)發(fā)種業(yè)集團股份有限公司聯(lián)合主辦“中谷19”田間展示觀摩會，促進了科研成果與市

場的對接。

打造種業(yè)創(chuàng)新基地：山西省采取谷子種業(yè)和小米加工龍頭企業(yè)出題，常規(guī)育種團隊與分子育種團隊協(xié)作攻關(guān)答

題的模式，聯(lián)合打造了“政產(chǎn)學研”谷子種業(yè)創(chuàng)新基地，從資源研究創(chuàng)新、生物技術(shù)研究應用、常規(guī)品種選育、雜

種優(yōu)勢利用等全方位開展聯(lián)合攻關(guān)。

國際小米年，小米的營養(yǎng)價值、遺傳育種、種植管理等相關(guān)知識，可能會與必修2的遺傳規(guī)律、必修1的細胞

代謝等知識結(jié)合出題。

雜交谷子的培育，其涉及的雜交育種原理、優(yōu)勢以及對糧食安全的意義等，可能會成為高考命題的背景素材，

考查遺傳規(guī)律、基因重組等知識點.

陜西在小米育種方面取得了顯著進展：

航天育種成果突出

米脂小米“航天育種”項目：陜西米脂縣與陜西省航天育種工程技術(shù)研究中心自2018年起合作實施米脂小米

“航天育種”項目，優(yōu)選出的“米谷1號”“米谷2號”搭乘長征5B運載火箭發(fā)射升空，已完成第七代地面選育試

驗全國黨媒信息公共平臺新華網(wǎng)。2024年，米脂地區(qū)計劃試種20萬畝的“米谷1號”和“米谷2號”，2025年

這一數(shù)字將擴大至50萬畝，力爭將這兩種谷子打造成陜西乃至全國的主打品種。

攻克鹽堿地種植難題：陜西省航天育種工程技術(shù)研究中心的優(yōu)質(zhì)太空種子，正努力攻克鹽堿地種植等難題，也

沿著“一帶一路”走進巴基斯坦等國家。

校地合作成效顯著

西北農(nóng)林科技大學與米脂縣合作共建米脂小米試驗示范站，在新品種的改良繁育、栽培管理、模式優(yōu)化、品質(zhì)

提升、人才培養(yǎng)、技術(shù)指導等方面進行聯(lián)合攻關(guān)。建站以來，己累計引進和示范推廣新品種和新技術(shù)8項，培訓

指導基層農(nóng)技骨干和農(nóng)民5000余人次，示范推廣面積5萬余畝，受益農(nóng)戶超過1萬余戶。

一、單選題

1.(2023?北京?高考真題)PET-CT是一種使用示蹤劑的影像學檢查方法。所用示蹤劑由細胞能量代謝的主要能源

物質(zhì)改造而來，進入細胞后不易被代謝，可以反映細胞攝取能源物質(zhì)的量。由此可知，這種示蹤劑是一種改造過的

()

A.維生素B.葡萄糖C.氨基酸D.核甘酸

【答案】B

【分析】糖類一般由C、H、O三種元素組成，分為單糖、二糖和多糖，是主要的能源物質(zhì)。常見的單糖有葡萄糖、

果糖、半乳糖、核糖和脫氧核糖等。

【詳解】分析題意可知，該示蹤劑由細胞能量代謝的主要能源物質(zhì)改造而來，應是糖類，且又知該物質(zhì)進入細胞后

不易被代謝，可以反映細胞攝取能源物質(zhì)的量，則該物質(zhì)應是被稱為“生命的燃料”的葡萄糖。B符合題意。

故選Bo

2.（24-25高三上?安徽蚌埠?階段練習）如圖表示某二倍體植物根尖細胞周期中的三個階段（用①②③表示）示意

圖，每個階段內(nèi)繪有相應的流式細胞儀分析圖譜。據(jù)圖分析，下列有關(guān)說法錯誤的是（）

注：橫坐標表示核DNA數(shù)量

縱坐標表示細胞數(shù)量

陰影表示處于該階段細胞

A.DNA復制發(fā)生在①階段且易發(fā)生基因突變

B.②階段的細胞中會發(fā)生染色體數(shù)目加倍

C.可用③一①一②表示一個完整的細胞周期

D.處于③階段的細胞中含有同源染色體

【答案】C

【分析】觀察細胞分裂過程中染色體形態(tài)、數(shù)目的變化時，應選擇分裂期占比時間較長的細胞，由于分裂間期遠比

分裂期時間長，視野中間期的細胞數(shù)目更多。

【詳解】A、DNA復制時，細胞內(nèi)的核DNA含量從2ni4n,故發(fā)生在①階段（即間期），DNA復制時，雙鏈會

解旋，易發(fā)生基因突變，A正確；

B、染色體數(shù)目加倍發(fā)生在有絲分裂后期，即②階段，B正確；

C、一個完整的細胞周期包括間期和分裂期，核DNA數(shù)目變化過程為2n-4n-2n,可用③t①一②一③表示，C

錯誤；

D、二倍體生物細胞周期中各階段均含同源染色體，D正確。

故選C。

3.（2024高二?廣東?競賽）流式細胞儀是分析細胞周期的常用儀器，其原理是將細胞的DNA用熒光染料標記，分

析一定數(shù)量的細胞，并且測量每個細胞的相對熒光強度，以不同熒光強度的細胞數(shù)量作圖，可以分析細胞群體所處

細胞周期的情況?，F(xiàn)在將一種藥物作用于細胞，加藥前用流式細胞儀檢測細胞周期結(jié)果如圖A,加藥后用流式細胞

儀檢測細胞周期結(jié)果如圖B,那么對這個藥物的作用靶點和機制的分析正確的是（）

1B

A

6oo

1200-5oo

*

90084oo

S3oo

600-

2OO

300-

00

0-

2040608O16O120

細胞相對熒光強度細胞相對熒光強度

A.可能作用于DNA,將細胞阻滯在S期

B.可能作用于DNA,將細胞阻滯在Gi期

C.可能作用于微管，將細胞阻滯在M期

D.可能作用于微管，將細胞阻滯在Gi期

【答案】C

【分析】細胞周期是指連續(xù)分裂的細胞，從一次分裂完成時開始到下次分裂完成時為止，包括分裂間期（包括Gi、

S和G2期）和分裂期，其中分裂間期歷時長，占細胞周期的90%-95%。

【詳解】細胞周期包括分裂間期和分裂期（M期），分裂間期又包括一個DNA復制期（S期）和復制期前后的兩

個間隙期（Gi期和G2期），分析題圖，實驗組加入藥物，與對照組相比，實驗組處于間期的細胞數(shù)目變化不大，

但M期的細胞數(shù)目明顯增多，說明該藥物沒有影響復制等過程，而是影響了M期，推測其機理可能是可能作用于

微管，將細胞阻滯在M期。C符合題意。

故選C。

二、非選擇題

4.（19-20高二下?河南焦作?期末）水稻的非糯性和糯性是一對相對性狀，原陽水稻（2N=24）為非糯性水稻。非

糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘變藍黑色；而糯性花粉中所含的淀粉為支鏈淀粉，遇碘變橙紅色。育種人

員在非糯性水稻田中偶爾發(fā)現(xiàn)了一株糯性水稻并進行了相關(guān)實驗。請回答下列問題：

（1）某人從水稻田中隨機選取若干株非糯性水稻，對其花粉加碘液染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非糯性水稻的花粉全呈藍黑色。

若糯性、非糯性這對性狀由一對等位基因控制，請利用現(xiàn)有水稻為材料，探究糯性、非糯性這對性狀的顯隱性關(guān)系。

實驗方案：。

預期結(jié)果和結(jié)論：。

（2）若水稻的非糯性、糯性由1號染色體上的一對等位基因A、a控制，且糯性為隱性性狀。

①通過基因工程將小米的一個黃色素基因（B）導入基因型為aa細胞的某一條染色體上，培育出黃色糯性水稻，該

過程利用的變異原理是;若要在最短時間內(nèi)獲得能穩(wěn)定遺傳的黃色糯性水稻（aaBB）,則可利用一

方法。

②若要利用水稻花粉的特性，設(shè)計實驗驗證基因的分離定律，則實驗設(shè)計思路是。若含有a基因的

花粉有50%死亡，貝U非糯性水稻（Aa）自交后代的基因型及比例是o

【答案】讓這株糯性水稻與非糯性水稻雜交，觀察并統(tǒng)計子一代的表現(xiàn)型若子一代出現(xiàn)糯性水稻，則糯

性為顯性性狀；若子一代都是非糯性水稻，則糯性為隱性性狀基因重組單倍體育種讓純合的糯性

水稻與純合的非糯性水稻雜交得到子一代，取子一代植株的花粉用碘液進行染色，在顯微鏡下觀察，半數(shù)花粉呈藍

黑色，半數(shù)呈橙紅色AA:Aa:aa=2：3：1

【分析】水稻（2n=24）的非糯性（A）與糯性（a）是一對相對性狀，非糯性花粉中所含的淀粉為直鏈淀粉，遇碘

變藍黑色，而糯性花粉中所含的是支鏈淀粉，遇碘變橙紅色。Aa植株能產(chǎn)生兩種花粉，且比例為1：1,這證明基

因的分裂定律。

【詳解】(1)“某人從水稻田中隨機選取若干株非糯性水稻，對其花粉加碘液染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非糯性水稻的花粉全

呈藍黑色"，說明非糯性水稻是純合子。因此利用現(xiàn)有水稻為材料，探究糯性、非糯性這對性狀的顯隱性關(guān)系的實

驗方案：讓這株糯性水稻與非糯性水稻雜交，觀察并統(tǒng)計子一代的表現(xiàn)型。預期結(jié)果和結(jié)論：若子一代出現(xiàn)糯性水

稻，則糯性為顯性性狀；若子一代都是非糯性水稻，則糯性為隱性性狀。

(2)①通過基因工程將小米的一個黃色素基因(B)導入基因型為aa細胞的某一條染色體上，培育出黃色糯性水

稻(aaB),其原理是基因重組；若要在最短時間內(nèi)獲得能穩(wěn)定遺傳的黃色糯性水稻(aaBB),則可利用單倍體育

種方法，由于aaB產(chǎn)生aB和a兩種花粉，通過植物組織培養(yǎng)得到單倍體后，再加秋水仙素處理，最后即可選出能

穩(wěn)定遺傳的黃色糯性水稻aaBB的植株。

②利用水稻花粉的特性，設(shè)計實驗驗證基因的分離定律，則實驗設(shè)計思路：讓純合的糯性水稻與純合的非糯性水稻

雜交得到子一代，取子一代植株的花粉用碘液進行染色，在顯微鏡下觀察，半數(shù)花粉呈藍黑色，半數(shù)呈橙紅色。若

含有a基因的花粉有50%死亡，則非糯性水稻(Aa)產(chǎn)生雄配子的基因型及比例為A：a=2：1,產(chǎn)生雌配子基因型

及比例為A：a=l：1,自交后代的基因型及比例是AA:Aa:aa=2：3：1。

【點睛】本題考查基因分離定律的實質(zhì)及應用的相關(guān)知識，要求考生掌握基因分離定律的實質(zhì)，能用簡單的方法或

實驗進行驗證，屬于考綱理解和應用層次的考查。

5.(2024高二上?北京?學業(yè)考試)谷子去殼晾干后可制成小米，晉谷21米質(zhì)優(yōu)良，但莖稈細長易倒伏。為改良該

品系，科研人員進行了相關(guān)研究。

(1)有機試劑EMS可引起基因堿基序列的改變，用其處理晉谷21誘發(fā)后，篩選獲得矮稈植株。

(2)將矮稈植株與野生型雜交，獲得Fi群體的株高均與野生型相似。Fi自交得到的F2群體中矮稈占1/4,由此推測

矮稈屬于性狀，該性狀的遺傳遵循定律。

(3)對比野生型與矮稈植株的基因序列和氨基酸序列，結(jié)果如圖1,矮稈植株基因序列中堿基對(填“增添”、“缺

失”或“替換”)，導致過程提前終止，形成的蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)量減少。

野生型CACCGGGCGGTGGTGAACCAG

.....組氨酸精氨酸丙氨酸綴氨酸綴氨酸天冬酰胺谷氨酰胺

CGGpCGGTGOTGAACCAG

矮稈植株........CAC

.....組氨酸精氨酸""精氨酸色氨酸終止

注：上面為非模板鏈，非模板鏈下面為對應的氨基酸，UGA為終止密碼子

圖1

(4)顯微觀察成熟期的野生型及矮稈植株主莖節(jié)間細胞縱切，統(tǒng)計細胞平均長度，結(jié)果如圖2。從細胞水平解釋，晉

谷21矮化的原因是。

(80

nu70

)i60

般5o

鄧4o

較3o

小

國2o

思1o

O

野生型矮稈植株野生型矮稈植株

圖2

【答案】(1)基因突變

(2)隱性分離

(3)缺失翻譯

(4)主莖節(jié)間細胞長度變短

【分析】基因突變是指的，DNA分子中堿基對的增添、缺失、替換而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。

【詳解】(1)有機試劑EMS可引起基因堿基序列的改變，說明發(fā)生了基因突變。

(2)將矮稈植株與野生型雜交，獲得Fi群體的株高均與野生型相似。Fi自交得到的F2群體中矮稈占1/4,說明Fi

是雜合子如Aa,自交得到的F2為A_:aa=3:l,說明矮稈屬于隱性性狀，該性狀的遺傳遵循分離定律。

(3)分析圖1可知矮稈植株基因序列中堿基對發(fā)生了缺失，最終的結(jié)果是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)量減少，說明基因突

變導致翻譯過程提前終止。

(4)顯微觀察成熟期的野生型及矮稈植株主莖節(jié)間細胞縱切，統(tǒng)計細胞平均長度，發(fā)現(xiàn)矮桿植株的主莖節(jié)間細胞

的平均長度明顯小于野生型，因此推測晉谷21矮化的原因是：主莖節(jié)間細胞長度變短。

6.(24-25高三上?河北衡水?階段練習)通過雄性不育機制的研究可大幅降低雜交水稻的培育難度，對保障糧食安

全具有重要意義。我國科研人員發(fā)現(xiàn)兩個光周期依賴的雄性不育突變株，對其進行研究?；卮鹣铝袉栴}：

h-----------編碼區(qū)

___________/ATG/TGA

啟動子>1|~~I|OM—

--------------------,

IDNAtGGACATCTTGGGAGCTTCGGTGGATGAACCATCTGAGGCTTAAC

B量內(nèi)I氨基酸WTSWELRWMNHLRPN

「苴hIDNATGGACATCT----------TTCGGTGGATGA

b基因|氨基酸WTSFGG-

注：起始密碼子為AUG、GUG；終止密碼子為UAA、UAG、UGA。

圖中“一”代表無相應堿基，“■”代表終止。

圖1

(1)水稻雖然具有雜種優(yōu)勢，但只能雜交一代的原因是O

B基因是編碼水稻花藥正常發(fā)育必要的一種轉(zhuǎn)錄因子，純合的B基因突變體(bb)在長日照條件下雄性半不育(花

粉只有50%可育),短日照條件下育性正常，BB和Bb在長日照、短日照條件下均育性正常。對B和b基因的測

序結(jié)果如圖1,據(jù)圖分析，B基因突變體(bb)長日照條件下雄性半不育的原因是。

(2)為探索A、B基因在花粉育性中的作用，科研人員構(gòu)建了雙隱性突變體(aabb),檢測野生型和雙隱性突變體在

長日照和短日照條件下的花粉育性，結(jié)果如圖2結(jié)果顯示，雙隱性突變體的表型是o

⑶育種工作中以基因型為aaBB和AAbb的親本雜交，F(xiàn)i自交，得到F2,據(jù)圖2推測，短日照條件下F2表型及比例

為.該實驗設(shè)計(填“能”“不能”)證明這兩對等位基因獨立遺傳。

【答案】(1)B自交后代會出現(xiàn)性狀分離b基因編碼區(qū)堿基缺失，翻譯提前終止，肽鏈變短，B蛋白功能

異常所致

(2)長日照條件下，花粉半不育，短日照條件下花粉全不育

(3)完全雄性不育：育性正常=1：3不能

【分析】分析圖1可知，b基因的堿基序列中從編碼S氨基酸以后缺失了若干，使終止信號提前出現(xiàn)；從圖2可知，

野生型在長日照和短日照條件下花粉全育，雙隱性突變體在長日照條件下花粉育性為50%,而在短日照條件下，花

粉育性為0。

【詳解】(1)因為Fi自交后代會出現(xiàn)性狀分離，故水稻雖然具有雜種優(yōu)勢，但只能雜交一代。由圖1可知，B基

因突變體(bb)長日照條件下雄性半不育是由b基因編碼區(qū)堿基缺失，翻譯提前終止，肽鏈變短，B蛋白功能異常

所致。

(2)由圖2結(jié)果可知，野生型在長日照和短日照條件下花粉全育，雙隱性突變體在長日照條件下花粉育性為50%,

而在短日照條件下，花粉育性為0,因此雙隱性突變體的表型是在長日照條件下，花粉半不育，短日照條件下花粉

全不育。

(3)以基因型為aaBB和AAbb的親本雜交，根據(jù)題意可知，A基因突變體(aa)表現(xiàn)為短日照條件下完全雄性不

育，F(xiàn)i基因型是AaBb,其自交得到F2,在短日照條件下A-B-和A-bb表現(xiàn)為育性正常，而aaB-和aabb表現(xiàn)為完全

雄性不育；若這兩對基因不是獨立遺傳，即aB連鎖，Ab連鎖，子代中aaBB：AaBb:AAbb=l：2：1,短日照條

件下，F(xiàn)2表現(xiàn)為完全雄性不育：育性正常=1：3。若兩對基因獨立遺傳，則子二代9A-B-+3A-bb在短日照條件下表

現(xiàn)為育性正常，而3aaB-和1aabb表現(xiàn)為完全雄性不育；子二代分離比也是完全雄性不育：育性正常=1：3,因此該

實驗設(shè)計不能證明這兩對等位基因獨立遺傳。

7.(2024?浙江湖州.一模)水稻(2n=24)為二倍體雌雄同株植物，自然狀態(tài)下以自交為主，是世界上最重要的糧

食作物之一。水稻籽粒形態(tài)會影響其千粒質(zhì)量，進而影響水稻產(chǎn)量。鹽脅迫是限制水稻等作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成的重

要環(huán)境因子之一。

I、以某品系水稻為材料，在其秧苗期進行鹽脅迫處理，外源噴施適合濃度的黃腐酸鉀。一段時間后，測定的葉綠

素含量、水稻株高、干物質(zhì)量數(shù)據(jù)如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

61^-a

4-

1o

3b——

18

繇12%

啜6-I

t0

OL

(注：H20表示清水處理；PFA表示黃腐酸鉀處理。有相同小寫字母者表示差異不顯著。)

(1)為測定秧苗期水稻葉片中的葉綠素含量，可選用95%的乙醇作為提取液，原因是。研磨時加入以防

葉綠素被破壞。根據(jù)色素提取液對可見光的吸收特性，為排除類胡蘿卜素的干擾，可選用光對葉綠素的含量

進行測定。由上圖可知，鹽脅迫條件下水稻葉綠素含量_____。

(2)水稻葉片是水稻光合作用的主要部位，其水光解的場所是葉肉細胞的,產(chǎn)物有02和。生成的02

可進入同一細胞的線粒體參與需氧呼吸的第階段。

(3)據(jù)圖分析，黃腐酸鉀處理對水稻株高影響(“顯著”或“不顯著”)，依據(jù)是；使用黃腐酸鉀能緩解鹽

脅迫的原因是o

II、為提高水稻產(chǎn)量，研究人員用甲基磺酸乙酯(EMS)誘導獲得了一個與水稻籽粒發(fā)育相關(guān)的突變體smg2。回

答下列問題：

(4)獲得水稻突變體smg2的育種方法為-下圖為研究人員拍攝的野生型(WT)與突變體smg2籽粒形態(tài)照片，

據(jù)圖分析，與野生型相比，突變體smg2籽粒均顯著降低。

(5)smg2突變體與野生型雜交，F(xiàn)i的籽粒形態(tài)與野生型一致，據(jù)此推測smg2突變體籽粒性狀為性。對F2群

體進行統(tǒng)計，其中野生型植株140株，smg2突變表型植株44株，說明F2出現(xiàn)了現(xiàn)象。選擇F2中野生型植

株自交，獲得的F3植株表型及比例為。

(6)SSR是分布于各染色體上的DNA序列，不同染色體具有各自的特異SSRoSSR1和SSR2分別位于水稻1號和

10號染色體?？蒲腥藛T已初步檢測出smg2基因位于1號或10號染色體，并擴增出實驗中若干個體的SSR序列，

電泳后結(jié)果如下。

月50株與50株

野生型突變體突變型植株野生型植株

植株植株混合樣本混合樣本

實驗結(jié)果表明smg2基因位于號染色體上，推測依據(jù)是=請在圖中相應位置補充(涂黑)F2野生型植

株混合樣本的電泳條帶。

(7)進一步測序表明，該突變體是由水稻smg2基因第1個外顯子的第153位堿基發(fā)生了單堿基缺失導致的，突變后

導致,從而使得控制合成的蛋白質(zhì)翻譯提前終止。

【答案】(1)葉綠素易溶于無水乙醇中(是脂溶性)碳酸鈣紅下降

⑵類囊體膜上H+、電子三

(3)不顯著在自然條件和鹽脅迫條件下，PFA組與清水組相比，都有相同的小寫字母(自然種植條件下，

黃腐酸鉀對水稻植株株高影響不顯著；鹽脅迫下，黃腐酸鉀處理相對清水處理對株高影響不顯著)鹽脅迫下

使用黃腐酸鉀可顯著提升葉綠素含量，進而提升光合速率，提升干物質(zhì)量

(4)誘變育種粒長、粒寬

(5)隱性狀分離野生型：突變型=5：1

(6)1與野生型植物相比，F(xiàn)2突變型植株1號染色體上SSR序列全部發(fā)生變化，且和突變體植株一致；而

在F2突變型植株中10號染色體上SSR序列有的和野生型相同,有的和突變體相同/電泳結(jié)果顯示10號染色體SSR/F2

突變型植株smg2基因只能來自親本突變體植株，電泳結(jié)果顯示F2突變型植株混合樣本中1號染色體SSR僅來自突

株

Fz50F250^

野生型突變體突變型植株野生型植株

變體植株

(7)(轉(zhuǎn)錄出的mRNA中)終止密碼子提前

【分析】基因分離定律的實質(zhì)：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；在減

數(shù)分裂形成配子的過程中，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入兩個配子中，獨立地隨配子遺傳給

后代。

【詳解】(1)由于葉綠素易溶于無水乙醇中(是脂溶性)，故為測定秧苗期水稻葉片中的葉綠素含量，可選用95%

的乙醇作為提取液；為防止葉綠素被破壞，可在研磨時加入碳酸鈣；由于葉綠素吸收紅光和藍紫光，而類胡蘿卜

素吸收藍紫光，故為排除類胡蘿卜素的干擾，可選用紅光對葉綠素的含量進行測定；由上圖可知，與對照組相比，

鹽脅迫條件下水稻葉綠素含量下降。

(2)水稻葉片是水稻光合作用的主要部位，其水光解的過程是光反應過程，場所是葉肉細胞的類囊體膜上；水光

解產(chǎn)物有02和H+、電子；02可進入同一細胞的線粒體參與需氧呼吸的第三階段。

(3)據(jù)圖分析，在自然條件和鹽脅迫條件下，PFA組與清水組相比，都有相同的小寫字母(自然種植條件下，黃

腐酸鉀對水稻植株株高影響不顯著，鹽脅迫下，黃腐酸鉀處理相對清水處理對株高影響不顯著)，故黃腐酸鉀處理

對水稻株高影響不顯著；由于鹽脅迫下使用黃腐酸鉀可顯著提升葉綠素含量，進而提升光合速率，提升干物質(zhì)量,

故使用黃腐酸鉀能緩解鹽脅迫。

(4)甲基磺酸乙酯(EMS)屬于化學因子，用甲基磺酸乙酯(EMS)誘導獲得了一個與水稻籽粒發(fā)育相關(guān)的突變

體smg2的方法是誘變育種；據(jù)圖分析，與野生型相比，突變體smg2籽粒的粒長、粒寬均顯著降低。

(5)具有相對性狀的純合親本雜交，子一代表現(xiàn)出的是顯性性狀，smg2突變體與野生型雜交，F(xiàn)i的籽粒形態(tài)與野

生型一致，據(jù)此推測smg2突變體籽粒性狀為顯性；對F2群體進行統(tǒng)計，其中野生型植株140株，smg2突變表型

植株44株，說明F2出現(xiàn)了性狀分離現(xiàn)象；設(shè)相關(guān)基因是A/a,子一代基因型是Aa,自交后子二代中野生型個體包

括1/3AA、2/3Aa,選擇F2中野生型植株自交，獲得的F3植株中aa=2/3xl/4=l/6,則野生型比例=1-1/6=5/6,即F3

植株表型及比例為野生型：突變型=5：1。

(6)據(jù)圖可知，與野生型植物相比，F(xiàn)2突變型植株1號染色體上SSR序列全部發(fā)生變化，且和突變體植株一致；

而在F2突變型植株中10號染色體上SSR序列有的和野生型相同，有的和突變體相同/電泳結(jié)果顯示10號染色體

SSR/F2突變型植株smg2基因只能來自親本突變體植株，電泳結(jié)果顯示F2突變型植株混合樣本中1號染色體SSR

僅來自突變體植株，故實驗結(jié)果表明smg2基因位于1號染色體上；F2野生型植株既有AA也有Aa,故四個條帶均

應涂黑，圖示如下：

Fz50株巳50株

野生型突變體突變型植株野生型植株

(7)密碼子是mRNA上編碼氨基酸的3個相鄰堿基，終止密碼子決定翻譯的結(jié)束，故該突變體是由水稻smg2基

因第1個外顯子的第153位堿基發(fā)生了單堿基缺失導致的，突變后導致(轉(zhuǎn)錄出的mRNA中)終止密碼子提前從

而使得控制合成的蛋白質(zhì)翻譯提前終止。

8.(2024?浙江寧波?一模)由禾谷鐮刀菌復合種引起的赤霉病是小麥的主要病害之一，嚴重影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，

受病原菌侵染的籽粒還會產(chǎn)生脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(DON)為主的毒素，進一步威脅人畜健康。選育抗赤霉病品種

是解決小麥赤霉病危害的有效措施，為此科研人員進行了多種育種技術(shù)研究?；卮鹣铝袉栴}：

QNP

BamHI?Bglll

甲

XbalBamHIEcoRINcol

乙

(1)無性系變異育種。小麥的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于狀態(tài)，相對容易產(chǎn)生各種變異。在培

養(yǎng)基中加入,有助于篩選出能穩(wěn)定遺傳的抗赤霉病的突變體。

(2)單倍體育種。常用方法來獲得單倍體植株，可利用顯微鏡觀察小麥根尖來鑒定是否成功培育出

單倍體。培養(yǎng)過程中，植物激素可直接影響小麥細胞的發(fā)育方向。

(3)基因工程育種。研究人員從野生小麥中獲得一個抗赤霉病的CNP基因，如圖甲所示。

限制酶識別序列及酶切位點

BamHI5」GJGATCC—3，

EcoRI51—G1AATTC—3'

Bglll5'—A1GATCT—3，

Xbal51—TLCTAGA—31

Ncol51—C1CATGG—31

①實驗所用載體的部分結(jié)構(gòu)如圖乙所示，其啟動子是識別和結(jié)合的部位，終止子的作用是。根據(jù)

表中所示限制酶識別序列，可選擇限制酶對載體進行酶切，用于表達載體的構(gòu)建。

②利用方法將CNP基因?qū)胨居鷤M織。為檢測CNP表達情況，可通過PCR技術(shù)檢測,通過

技術(shù)檢測是否翻譯出CNP蛋白。

③現(xiàn)發(fā)現(xiàn)某品種M9小麥中也有CNP基因，但其上游的啟動子與野生小麥不同，且抗病性弱。若要提高該小麥中

CNP的表達量，培育具有高抗赤霉病能力的小麥新品種，簡要寫出實驗思路o

【答案】（1）增殖DON/赤霉病毒素

（2）花藥離體培養(yǎng)有絲分裂中期細胞中染色體的數(shù)目生長素和細胞分裂素濃度、比例

（3）RNA聚合酶終止轉(zhuǎn)錄BamHI農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化/基因槍技術(shù)是否轉(zhuǎn)錄出CNPmRNA

抗原一抗體雜交利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將M9小麥CNP基因的啟動子替換為野生小麥的啟動子

【分析】基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲?。虎诨虮磉_載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)?/p>

受體細胞；④目的基因的檢測與表達。其中，基因表達載體的構(gòu)建是基因工程的核心。

【詳解】（1）無性系變異育種是通過組織培養(yǎng)技術(shù)來實現(xiàn)的。在這個過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于增殖狀態(tài)，

這種持續(xù)的分裂活動使得細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)容易發(fā)生變異，從而相對容易產(chǎn)生各種變異類型。為了篩選出能穩(wěn)定遺

傳的抗赤霉病的突變體，可以在培養(yǎng)基中加入DON（赤霉病毒素），有助于篩選出能穩(wěn)定遺傳的抗赤霉病的突變

體。

（2）單倍體育種則是通過花藥離體培養(yǎng)的方法來獲得單倍體植株。為了鑒定是否成功培育出單倍體，我們可以利

用顯微鏡觀察小麥根尖有絲分裂中期細胞中染色體的數(shù)目。如果細胞內(nèi)染色體數(shù)目為正常體細胞的一半，那么就可

以確定該植株為單倍體。在培養(yǎng)過程中，植物激素生長素和細胞分裂素濃度、比例可直接影響小麥細胞的發(fā)育方向。

（3）①據(jù)題圖乙分析可知，其啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，終止子的作用是終止轉(zhuǎn)錄。根據(jù)表中所示

限制酶識別序列，若要將抗赤霉病的CNP基因與載體構(gòu)建基因表達載體，抗赤霉病的CNP基因中有BamHI和Bglll

識別的堿基序列，可進行酶切，載體中有BamHI識別的堿基序列，無BglH識別的堿基序列，故可選擇限制酶

BamHI對載體進行酶切，用于表達載體的構(gòu)建。

②利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化方法將CNP基因?qū)胨居鷤M織。為檢測CNP表達情況，可通過PCR技術(shù)檢測是否轉(zhuǎn)錄出

CNPmRNA,通過抗原一抗體雜交技術(shù)檢測是否翻譯出CNP蛋白。

③現(xiàn)發(fā)現(xiàn)某品種M9小麥中也有CNP基因，但其上游的啟動子與野生小麥不同，且抗病性弱。若要提高該小麥中

CNP的表達量，培育具有高抗赤霉病能力的小麥新品種，可以利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將M9小麥CNP基因的啟動子替換

為野生小麥的啟動子，從而提高該小麥中CNP的表達量并培育出具有高抗赤霉病能力的小麥新品種。

9.（24-25高三上?吉林長春?階段練習）太谷核不育小麥是我國在小麥中首次發(fā)現(xiàn)的顯性基因控制的雄性不育突變

體，其不育性狀受顯性雄性不育基因Ms2（簡稱M）控制，該基因位于小麥的4號染色體上。其發(fā)育早期敗育的機

理如圖所示。

(1)與野生型小麥相比，太谷核不育小麥中Ms2基因的調(diào)控區(qū)插入了一段DNA序列(TRIM),TRIM的插入能

夠，Ms2蛋白引起TaRomol蛋白的，使其活性受到。最終導致太谷核不育小麥花

藥在發(fā)育早期敗育。

(2)為了在育種過程中能夠及早識別出不育株和可育株，科學家通過基因工程將藍粒基因N導入太谷核不育小麥幼

胚細胞中的一條染色體上，使其表現(xiàn)為藍粒雄性不育，科學家將藍粒雄性不育株與野生型可育水稻雜交，發(fā)現(xiàn)子代

中藍粒不育：非藍?？捎?1：1,說明。子代中偶爾也會出現(xiàn)藍粒可育和非藍粒不育個體，對該現(xiàn)象的

最可能解釋是。

(3)SSR是DNA中的簡單重復序列，不同染色體的SSR差異很大，可利用電泳技術(shù)將其分開，因其位置一般不發(fā)生

改變，可用于基因的定位。為進一步驗證基因M、N位于一條4號染色體上，研究者提取親本及Fi中藍粒雄性不

育植株4號染色體的DNA,檢測4號染色體上特異的SSR部分結(jié)果如下圖所示：

親本

4號染色

體SSR

Fi藍粒雄性不育植株4產(chǎn)生的原因是=

【答案】(1)激活原本不表達的Ms2基因，使其表達出Ms2蛋白多聚化抑制

(2)基因N與基因M位于同一條4號染色體上藍粒雄性不育株在減數(shù)分裂I前期4號染色體中的非姐妹

染色單體發(fā)生了互換，使得M基因和藍粒基因N分別進入到不同配子中

(3)藍粒雄性不育株減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，4號染色體上的基因M、N轉(zhuǎn)移到其他非同源染色體上

【分析】1、自由組合定律的實質(zhì)：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同

一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。

2、基因分離定律的實質(zhì)：在雜合子的細胞中，位于一對同源染色體上的等位基因，具有一定的獨立性；生物體在

進行減數(shù)分裂形成配子時，等位基因會隨著同源染色體的分開而分離，分別進入到兩個配子中，獨立地隨配子遺傳

給后代。

【詳解】(1)據(jù)圖可知，野生型小麥不表達Ms2基因，雄性不育小麥中TRIM插入Ms2基因的調(diào)控區(qū)，導致Ms2

基因表達Ms2蛋白，Ms2蛋白引起TaRomol蛋白的多聚化，使其活性受到抑制，從而特異性地降低花藥中活性氧

(ROS)信號水平，最終導致太谷核不育小麥花藥在發(fā)育早期敗育。

(2)若基因N與基因M位于同一條染色體上，藍粒雄性不育株的基因型為MN//mn,與野生型可育水稻(mn//mn)

雜交，子代基因型及比例為MN//mn：mn//mn=l：1,子代中藍粒不育：非藍?？捎?1：1。但是如果藍粒雄性不

育株在減數(shù)分裂I前期4號染色體中的非姐妹染色單體發(fā)生了互換，使得M基因和藍粒基因N分別進入到不同配

子中，則子代中偶爾也會出現(xiàn)藍粒可育和非藍粒不育個體。

(3)由于藍粒雄性不育株減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，4號染色體上的基因M、N