新人教高三生物二轮大题集训专题
(三) 变异育种类突破
1．(2022·厦门模拟)水稻是雌雄同花植物，花小且密集，导致杂交育种工作繁琐复杂。“杂交水稻之父”袁隆平率先提出“三系配套法”，即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系来培育杂交水稻，过程如图所示。已知水稻的花粉是否可育受细胞质基因(S、N)和细胞核基因(R、r)共同控制，其中N和R表示可育基因，S和r表示不育基因。只有当细胞质基因为S且细胞核基因型为rr[记为S(rr)]时，水稻才表现为雄性不育，其余基因型均表现为雄性可育。 回答下列问题：
(1)细胞质中的可育基因N和不育基因S________(填“是”或“不是”)等位基因，理由是_____________________________________。
(2)恢复系是指与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征的品系。雄性可育的基因型有____
____种，恢复系水稻的基因型为________。选育恢复系水稻需满足的条件有________(填序号)。
①恢复能力强，结实率高 ②优良性状多 ③花期与不育系接近 ④ip3
花药发达，花粉量多，易于传播 ⑤花期与保持系接近 (3)为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系与保持系进行杂交，其杂交组合为________(填序号)。
①S(rr)×S(rr) S(rr)×N(RR)
高校bbs③S(rr)×N(Rr) S(rr)×N(rr)
(4)通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为________。子代在多种性状上均优于两个纯合亲本的现象称为________。利用雄性不育系进行育种的优点是_________________________________。
解析 (1)N和S是细胞质基因，它们不位于一对同源染体上，故不是等位基因。(2)雄性
可育的基因型有5种，分别是N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)。S(RR)、N(RR)与雄性不育S(rr)杂交后可使子代恢复雄性可育特征，故恢复系水稻的基因型为S(RR)、N(RR)。选育恢复系水稻需满足恢复能力强、结实率高，优良性状多，花期与不育系接近，花药发达、花粉量多、易于传播等条件，①②③④正确。(3)雄性不育系基因型为S(rr)266uu，为了持续获得雄性不育系水稻，应使用雄性不育系S(rr)与N(rr)保持系进行杂交。(4)恢复系水稻的基因型为S(RR)、N(RR)，雄性不育系基因型为S(rr)，故通过“三系配套法”培育出的杂交水稻基因型为S(Rr)。子代在多种性状上均优于两个纯合亲本的现象称为优势。利用雄性不育系进行育种的优点是免去育种过程中人工去雄的繁琐操作。
答案 (1)不是 N和S是细胞质基因，它们不位于一对同源染体上
(2)5 S(RR)、N(RR) ①②③④
(3)④
(4)S(Rr) 优势 免去育种过程中人工去雄的繁琐操作
2．(2022·宁夏模拟)某种植物的花分为白、红和紫。基因a纯合时，植物开白花；
有A基因存在，且基因b纯合时，植物开红花。现有亲本甲白花、乙红花、丙紫花植株，甲白花植株×乙红花植株，子一代(F1)表型比是紫花∶白花∶红花＝1∶2∶1鸟的祖先，丙紫花植株自交，子一代(F1)表型比是紫花∶红花＝3∶1。回答下列问题：
(1)若两对等位基因独立遗传，那么甲、乙植株的基因型分别为________________；丙紫花植株基因型为________________。
(2)科研人员用X射线处理该种植物，发生如图所示的变异。
过程①X射线处理可能使B基因内部发生了________________，引起基因碱基排列顺序的改变。过程②发生的染体结构变异称为____________，会导致基因在染体上的________________发生改变。
解析 由题意可知，白花植株的基因型为aa__，红花植株的基因型为A_bb。(1)根据题意，甲与乙杂交，子一代紫花∶白花∶红花＝1∶2∶1，且甲为白花(aa__)，乙为红花(A_b
b)，可判断甲的基因型为aaBb无叶涡轮增压器，乙的基因型为Aabb；丙紫花自交，子一代表型为紫花∶红花＝3∶1，说明丙植株中一对基因为纯合，一对基因为杂合，且红花基因型为A_bb，故可判断丙基因型为AABb。(2)分析题图可知，过程①X射线处理使一条染体上的B基因突变为b基因，即发生了基因突变，其遗传信息发生改变，说明B基因内部发生了碱基的替换、增添或缺失，引起基因碱基排列顺序的改变。过程②的处理导致B基因所在的染体片段移接到另一条非同源染体上，即发生了染体结构变异中的易位。该变异会导致基因在染体上的数目或排列顺序发生改变。
答案 (1)aaBb、Aabb AABb
(2)碱基的替换、增添或缺失 易位 数目或排列顺序
3．(2022·石家庄模拟)科研人员在一个野生型的(XY型性别决定方式)动物种中偶然发现了一只突变型的雄性个体。现用C、c表示控制突变型与野生型这一相对性状的等位基因。为了研究该突变型性状的遗传方式，科研人员将此雄性个体与多只野生型雌性个体交配，F1中雌、雄均有50%的突变型个体且雌雄数量相当。回答下列问题：
(1)推测该突变型性状的遗传方式是________________________，判断依据是__________________________________________________
__________________________________________________________。
(2)突变型个体出现的根本原因是基因突变，在一个动物种中偶然出现一只突变型个体，这说明基因突变具有的特点为________。
(3)科研人员在进一步研究中发现，控制突变型性状的基因属于印记基因(即来自一方亲本的同源基因表达，而来自另一亲本的不表达)。科研人员从上述F1和野生型种中选择材料，进行了如下两组杂交实验：
甲组：F1中的突变型雌性个体×野生型雄性个体→F2全为野生型；
乙组：F1中的突变型雄性个体×野生型雌性个体→F2中雌、雄个体都既有突变型又有野生型。
①根据印记基因的遗传特点，推测出现上述杂交结果的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。
审核员
②当来自父本和母本的控制突变型性状的基因同时存在时，控制突变型性状的基因均不能表达。若让F1中突变型雌、雄个体杂交，用遗传图解表示杂交过程。若让F1中雌、雄个体随机交配，则F2中出现突变型个体的概率为________。
解析 (1)由于F1中雌雄均有50%的突变型个体且雌雄数量相当，可推知该性状的遗传与性别无关，故为常染体遗传；又因为F1中有突变型个体，故突变型为显性性状，因此该突变型性状的遗传方式是常染体显性遗传。(2)根据题干信息“在一个动物种中偶然出现一只突变型个体”，说明基因突变具有低频性的特点。(3)①甲组亲本的交配过程为F1：♀Cc(突变型)×cc(野生型)→F2：Cc(野生型)、cc(野生型)，说明C基因在子代中没有表达。乙组亲本的交配过程为F1：Cc(突变型)×♀cc(野生型)→F2：Cc(突变型)、cc(野生型)，说明C基因在子代中表达。甲组与乙组区别在于C基因的来源不同，再根据“控制突变型性状的基因属于印记基因(即来自一方亲本的同源基因表达，而来自另一亲本的不表达)”，可判断出来自亲代雌性个体的控制突变型性状的基因在子代中不表达，来自亲代雄性个体的控制突变型性状的基因在子代中可以表达。②若让F1中突变型雌、雄个体杂交，具体遗传图解见答案。若让F1中雌、雄个体随机交配，F1中雌雄个体的基因型及比例均为1/2Cc、1/2cc，则能产生突变型个体的交配组合为1/2Cc(突变型)×♀1/2cc(野生型)、1/2Cc(突变型)×♀1/2Cc(突变型)，故F2出现突变型个体的概率为1/2×1/2×1/2＋1/2×1/2×1/4＝3/16。
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