袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。…——2024 高考生物第 10 题答案解析

2024_全国甲卷

2024 全国 第 10 题 解答题 区分题
2024_全国甲卷

10. 袁隆平研究杂交水稻,对粮食生产具有突出贡献。回答下列问题。

(1)用性状优良的水稻纯合体(甲)给某雄性不育水稻植株授粉,杂交子一代均表现雄性不育;杂交子一代与甲回交(回交是杂交后代与两个亲本之一再次交配),子代均表现雄性不育;连续回交获得性状优良的雄性不育品系(乙)。由此推测控制雄性不育的基因(A)位于 (填“细胞质”或“细胞核”)。

(2)将另一性状优良的水稻纯合体(丙)与乙杂交, $\mathrm { F } _ { 1 }$ 均表现雄性可育,且长势与产量优势明显, $\mathrm { F } _ { 1 }$ 即为优良的杂交水稻。丙的细胞核基因R的表达产物能够抑制基因A 的表达。基因R表达过程中,以mRNA 为模板翻译产生多肽链的细胞器是 $\mathrm { F } _ { 1 }$ 自交子代中雄性可育株与雄性不育株的数量比为

(3)以丙为父本与甲杂交(正交)得 $\mathrm { F } _ { 1 }$ , $\mathrm { F } _ { 1 }$ 自交得 $\mathrm { F } _ { 2 }$ ,则 $\mathrm { F } _ { 2 }$ 中与育性有关的表现型有 种。反交结果与正交结果不同,反交的 $\mathrm { F } _ { 2 }$ 中与育性有关的基因型有 \_种。

参考答案

(1) 细胞质; (2) ①. 核糖体 ②. 3:1

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(1)雄性不育植株作母本,与甲杂交后,再连续以甲作父本回交,后代始终表现为雄性不育。由于后代的细胞质主要来自母本,这说明雄性不育性状随母本传递,属于细胞质遗传。因此控制雄性不育的基因 $A$ 位于细胞质中。

(2)以 mRNA 为模板翻译合成多肽链的场所是核糖体。乙为雄性不育品系,可表示为细胞质含 $A$、核内无恢复基因,即 $A(rr)$;丙为纯合可育水稻,细胞核中含有恢复基因 $R$,核基因型为 $RR$。乙与丙杂交所得 $F_1$ 为 $A(Rr)$。$F_1$ 自交时,细胞质 $A$ 均传给后代,核基因发生分离:$RR:Rr:rr=1:2:1$。由于 $R$ 的表达产物能抑制 $A$ 的表达,所以 $A(RR)$、$A(Rr)$ 表现为雄性可育,$A(rr)$ 表现为雄性不育,雄性可育株与雄性不育株之比为 $3:1$。

(3)由(1)可知,甲作为父本不能使含 $A$ 细胞质的后代恢复可育,说明甲核内不含 $R$,核基因型为 $rr$;甲本身雄性可育,故其细胞质不含 $A$,可记为 $a(rr)$。正交为甲作母本、丙作父本:$a(rr)\times A(RR)$,$F_1$ 细胞质来自甲,为 $a(Rr)$,不含 $A$,全部雄性可育;$F_1$ 自交所得 $F_2$ 仍均不含 $A$,因此与育性有关的表现型只有 1 种。

反交结果与正交不同,说明丙的细胞质中含有 $A$,丙应为 $A(RR)$。反交为丙作母本、甲作父本:$A(RR)\times a(rr)$,$F_1$ 为 $A(Rr)$。$F_1$ 自交所得 $F_2$ 细胞质均含 $A$,核基因型为 $RR$、$Rr$、$rr$,对应与育性有关的基因型为 $A(RR)$、$A(Rr)$、$A(rr)$,共 3 种。

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