高中 | 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 题目答案及解析

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高中 | 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段题目答案及解析如下,仅供参考!

必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段

水稻($\rm 2n=24$)的花比较小,为两性花。经研究发现:水稻的雄蕊是否可育由细胞核和细胞质基因共同决定。水稻细胞核中雄性可育、不育基因分别为$\rm R$$\rm r$,细胞质中雄性可育、不育基因分别为$\rm N$$\rm S$,只有基因型$\rm S$$\rm rr$)表现为雄性不育,其余均为雄性可育,子代质基因均来自母本。袁隆平提出“三系法”杂交水稻系统,即通过培育雄性不育系、保持系和恢复系三个纯合品系来培养杂交水稻,过程如下图所示。恢复系与不育系杂交产生的杂交种育性正常且具有杂种优势。回答下列问题:

水稻基因组计划需测定                 条染色体上的$\rm DNA$序列。

[["$\\rm 12$"]]

水稻($\rm 2n=24$)没有性染色体,需要测定一半染色体即$\rm 12$条染色体上的$\rm DNA$的序列。

在培育杂交水稻时,选育雄性不育植株的目的是                 。繁殖不育系时,不育系只能做                 (填“父本”或“母本”)。

[["省去人工去雄(降低人工成本)","母本"]]

在培育杂交水稻时,为省去人工去雄(降低人工成本,提高种子质量),可选育雄性不育植株为母本。由于不育系 $\rm A$的花粉不育,繁殖不育系时,不育系$\rm A$只能作母本;

根据题干信息,水稻细胞中与育性相关的基因型有                 种,保持系的基因型为                 ,恢复系的基因型为                 。不育系与恢复系间行种植并单行收获的原因是                 

[["$\\rm 6$","$\\rm N$($\\rm rr$)","$\\rm N$($\\rm RR$)或$\\rm S$($\\rm RR$)","间行种植易于不育系与恢复系之间杂交,单行收获可以分别获得恢复系和杂交种"]]

根据题干信息,水稻细胞中与育性相关的基因型有$\rm 6$种,分别为$\rm N$$\rm rr$),$\rm N$$\rm RR$)、$\rm N$$\rm Rr$)、$\rm S$$\rm rr$),$\rm S$$\rm RR$)、$\rm S$$\rm Rr$)。由题意可知,保持系能够保持不育系,其细胞质中含有可育的$\rm N$基因,因此为$\rm N$$\rm rr$);恢复系含有能恢复细胞质雄性不育性的核基因恢复基因($\rm R$),其还能保持杂交优势,其一定为纯合子,因此其基因型为$\rm N$$\rm RR$)或$\rm s$$\rm RR$)。

不育系与恢复系间行种植并单行收获是因为间行种植易于不育系与恢复系之间杂交,单行收获可以分别获得恢复系和杂交种。

在三系法杂交育种中,选育恢复系非常关键。研究人员发现几株性状优良、纯度高但不含$\rm R$基因的水稻植株$\rm X$,现利用基因工程的技术将两个$\rm R$基因导入不同的植株$\rm X$中来培育恢复系,为确定$\rm R$基因导入的结果,研究人员的思路是将植株$\rm X$作为亲本与不育系混合种植,单株收获不育系植株所结种子后,再种植并统计后代的育性情况及其数量比例,请依据上述思路完善结果分析:

①若后代雄性不育植株:雄性可育植株$\rm =1:1$,则说明两个$\rm R$导入到植株$\rm X$的一条染色体上。

②若                                                                                  ,则说明两个$\rm R$导入到植株$\rm X$的一对同源染色体上。

③若                                                                                 ,则说明两个$\rm R$导入到植株$\rm X$的非同源染色体上。

[["

后代植株均为雄性可育植株;后代雄性不育植株∶雄性可育植株$\\rm =1$$\\rm 3$

"]]

②若两个$\rm R$导入到保持系$\rm D$的一对同源染色体上,则植株$\rm D$产生配子为$\rm R$,植株$\rm D$作为亲本与不育系$\rm S$$\rm rr$)混合种植,单株收获不育系植株所结种子的基因型为$\rm S$$\rm Rr$),即后代植株均为雄性可育植株。

③若两个$\rm R$导入到保持系$\rm D$的非同源染色体上,则植株$\rm D$产生配子为$\rm RR:RO:OO=1:2:1$,与植株$\rm D$作为亲本与不育系$\rm S$$\rm rr$)混合种植,单株收获不育系植株所结种子的基因型为$\rm S$$\rm RrRO$):$\rm S$$\rm RrOO$):$\rm S$$\rm OOrO$$\rm =1:2:1$,即后代雄性不育植株:雄性可育植株$\rm =1:3$

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