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2026 北京 · 第21题

2026 北京必修2-第1章 遗传因子的发现基因突变与遗传●●●○○

题干

玉米是我国种植面积最大的农作物,籽粒大小是影响产量的重要因素。解析籽粒大小的遗传机制对高产玉米品种的培育有重要意义。 (1)甲是小籽粒玉米突变株,甲和野生型玉米(WT)杂交,表型为正常籽粒,自交,中小籽粒约占,说明该小籽粒性状为__________性状。研究发现,甲的2号染色体上A基因突变,导致胚乳蔗糖转化酶(A)失活,胚乳发育异常,籽粒变小。 (2)B基因突变株乙(bb)也表现为小籽粒。位于6号染色体上的B基因突变,影响A的加工。检测WT和乙籽粒中A的含量,结果如图1所示。 乙表现小籽粒的原因是:B基因突变使A的含量__________,影响胚乳发育。 (3)另有一小籽粒显性纯合突变株丙(DD),D基因位于1号染色体上,抑制A基因的表达。将丙与乙杂交,表型为小籽粒,自交,表型及比例为__________。 (4)籽粒大小还可作为标记性状应用于玉米杂交制种。雄性不育株在育种中有重要价值,但无法通过自交保种,限制了其应用。现有隐性纯合突变体ee为雄性不育株,E基因位于9号染色体上。为方便保种,育种专家将D和E基因转入某品系玉米,获得了转基因植株丁。上述雄性不育株与丁杂交,有两种,表型分别与两个亲本相同,在种植前可通过籽粒大小区分;两者再杂交,依然产生相同结果。 ①预期的表型和比例为__________。 ②请在图2中画出上文所涉及的全部基因及其所在的同源染色体,以表示转基因植株丁的基因组成。同源染色体用竖线表示,基因用相应字母表示_________。(画出满足条件的一种情况即可)

答案

(1)隐性 (3)小籽粒:正常籽粒=13:3 (4) ①. 正常籽粒不育:小粒可育=1:1 ②.

解析

甲和野生型(WT)杂交,F1全为正常籽粒,F1自交后F2中小籽粒占1/4,符合孟德尔隐性性状在F₂代中占1/4的分离比,故小籽粒性状为隐性性状。 从图1电泳结果得出,乙(bb)中A蛋白条带强度显著低于WT,说明B基因突变影响A蛋白的加工或稳定性,导致其含量下降(减少),进而影响胚乳发育,表现为小籽粒。 丙(AABBDD)与乙(AAbbdd)杂交,F1基因型为AABbDd(表现为小籽粒)。F1自交时,B/b与D/d独立遗传(位于非同源染色体):只有B_dd基因型的个体,A能正常加工且不被抑制,表现为正常籽粒,占比3/4×1/4= 3/16;其余基因型(B_D_、bbD_、bbdd)均表现为小籽粒,占比1-3/16=13/16。 因此F2表型及比例为小籽粒:正常籽粒=13:3。 已知E基因位于9号染色体上,D基因可能也位于9号染色体上(与E连锁),或者位于其他染色体上。但根据F1两种表型再杂交仍产生相同结果,可以推断D和E基因应位于同一条染色体上,形成DE/de的连锁关系。雄性不育株基因型为ddee,表型为大粒不育。转基因植株丁:需要将D和E基因转入,且F1有两种表型(大粒可育和小粒不育),说明丁的基因型应为DdEe。但F1两种表型再杂交仍产生相同结果,说明丁为杂合子,基因型为DE/de(D与E连锁在同一条9号染色体上,另一条同源染色体上为d、e),另一条同源染色体上为de(即无D和E基因)。可知F1的基因型及表型: 雄性不育株(ddee)产生配子:de。 转基因植株丁(DE/de)产生两种配子:DE和de (1:1)。杂交后F1基因型为: DE/de表型为小粒可育,de/de表型为正常籽粒不育,表型比例为:正常籽粒不育:小粒可育=1:1。 反应过程 原料 产物 ① H2O O2 ② NADP+ NADPH ③ ADP ATP ④ CO2 (CH2O) 组别 mRNA种类 内流 组1 T1 无 组2 T1+L 无 组3 T1+CB1 无 组4 T1+L+CB1 有