端稳中国碗，装满中国粮，水稻(2n=24)是我国主要的粮食作物之一，水稻花多且小，为两性花，育种环节繁琐工作量大。S221不育株是福建省三明市农业科学研究所在水稻中发现的雄性不育突变体，研究发现该植株的雄性不育性是由位于8号染色体上的基因SDGMS引起的。中国科学家于2023年8月7日首次克隆出SDGMS基因，该基因有望使水稻杂交育种步入快速、简易的新路径。

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1. 端稳中国碗，装满中国粮，水稻(2n=24)是我国主要的粮食作物之一，水稻花多且小，为两性花，育种环节繁琐工作量大。S221不育株是福建省三明市农业科学研究所在水稻中发现的雄性不育突变体，研究发现该植株的雄性不育性是由位于8号染色体上的基因SDGMS引起的。中国科学家于2023年8月7日首次克隆出SDGMS基因，该基因有望使水稻杂交育种步入快速、简易的新路径。

(1) 选取S221不育株做（填“母本”或“父本”）与任何一种可育水稻品种杂交，收集个体所结种子，种植后在抽穗期（抽穗期标志着农作物由营养生长“根和茎、叶等的生长”转向生殖生长“开花结果”）统计不育株与可育株性状分离比，结果都为1∶1，且可育株自交后代没有育性分离。由此说明：S221不育株的不育性状受单个（填 “显性”或者“隐性”）核基因控制，培育雄性不育的水稻，在育种方面的应用价值是。

(2) 为了在育种过程中能够及早识别出不育株和可育株，科学家欲通过基因工程将小麦蓝粒基因N导入S221幼胚细胞中的一条染色体上，使其表现为蓝粒雄性不育。若要判定导入的小麦蓝粒基因N与雄性不育基因SDGMS之间的位置关系，请设计实验进行探究。

实验思路：。

①若子代中蓝粒不育∶非蓝粒可育＝1∶1，则；

②若子代中，则基因N与基因SDGMS位于非同源染色体上。

③若子代中，则基因N与基因SDGMS位于同源染色体上的不同染色体上。

【考点】

基因的分离规律的实质及应用; 基因的自由组合规律的实质及应用; 孟德尔遗传实验-分离定律;

【答案】

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实验探究题困难

1. 某种自花传粉植物的高茎、矮茎分别由等位基因A、a控制，红花与白花分别由基因B、b控制，两对基因独立遗传。某研究小组将纯合高茎红花与矮茎白花作亲本杂交得F₁ ， F₁自交产生的F₂中红花：白花=5：1，发现该种植物花色性状的遗传存在配子育性不正常的现象。回答下列问题：

(1) 含基因的雌配子或雄配子育性不正常，其可育率为。

(2) 根据实验结果不能确定育性不正常的是雌配子还是雄配子，利用已有的实验材料，设计实验确定该植物配子育性不正常的具体情况，要求写出实验方案、预期结果及结论。

实验方案：。

预期结果及结论：。

(3) 对F₂的表型进一步统计，如果。说明基因A、a与B、b独立遗传。

实验探究题普通

2. 茄子的花色可用于育种过程中性状选择的标记，果皮和果肉颜色也是茄子的重要品质性状。为研究这三个性状的遗传规律，选用P₁（紫花、白果皮、白果肉）、P₂（白花、绿果皮、绿果肉）、P₃（白花、白果皮、白果肉）和P₄（紫花、紫果皮、绿果肉）四种纯合体为亲本进行杂交实验，结果如表所示。

组别	亲代杂交组合	F₁表型	F₂表型及数量（株）
实验1	P₁×P₂	紫花	紫花（60），白花（18）
实验2	P₃×P₄	紫果皮	紫果皮（56），绿果皮（17），白果皮（5）
实验3	P₁×P₄	紫果皮、绿果肉	紫果皮、绿果肉（44），紫果皮、白果肉（15），绿果皮、绿果肉（15），白果皮、白果肉（4）

回答下列问题：

(1) 在研究茄子花色的遗传规律时，除了实验1外，还可以选用的杂交组合有（写出一组）。

(2) 根据实验2结果推测，茄子果皮颜色受两对基因控制，这两对基因的位置关系是，F₂中绿果皮个体的基因型有种。

(3) 根据实验3结果推测，果肉颜色遗传遵循定律。实验3的F₂中没有白果皮、绿果肉和绿果皮、白果肉的表型，推测其可能的原因有：

①控制果肉颜色这一对等位基因与控制果皮颜色的基因的位置关系是；

②，为了进一步确认出现上述现象的具体原因，可增加样本数量继续研究。

实验探究题普通

3. 某雌雄同株植物的花色有两种类型：红花和白花，A基因控制红色色素的合成，a基因无此效应。研究人员将红花植株与白花植株杂交，F₁都开红花，F₁自交所得F₂中红花植株与白花植株的比例为3：1。在红花纯合品系连续繁殖的过程中，偶然发现一株白花植株（突变体M），研究人员将突变体M进行自交，发现子代中红花植株的比例只占1/4，为了解释此现象，科研人员提出下面两种假说。

假说一：突变体M是由亲代红花植株内一个A基因发生突变而形成的，基因型表示为A⁺A，且显隐性关系为A⁺>A；

假说二：突变体M是由亲代红花植株内一个b基因发生突变而形成的，基因型表示为AABb，这两对基因独立遗传。回答下列问题：

(1) 如果假说一成立，突变体M植株自交后代出现红花和白花，产生这种现象的根本原因是，M产生配子的过程中，。

(2) 如果假说二成立，推测B基因的作用效应可能是；突变体M自交后代中白花植株的基因型是。

(3) 为了判断哪一个假说成立，现将突变体M和亲代白花植株杂交，发现根据其F₁的情况并不能得出答案。请从F₁中选取材料进行最简便的杂交实验对假说一和假说二进行探究（要求：简要写出实验思路、预期实验结果和结论）。

实验思路：。

预期实验结果及结论：。

实验探究题困难