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(共17张PPT)
高中生物常见模式生物
模式生物通常指人们研究生命现象过程中长期、反复作为实验材料的物种，并且从模式生物的研究中得出的生命规律往往代表了许多物种的共同规律。人们在对模式物种的形态、解剖、生理、生化、细胞及遗传进行全面分析和归纳的基础上，把它们作为典范，将研究得出的规律，推演到相关的生物物种中，从而加快其他生物物种的研究。一般每种模式生物只能在一两个研究领域中拥有自己的优势，如果蝇在生物遗传学研究中的地位是不可动摇的；粗糙脉孢菌是生物化学研究中的重要模式生物；高等植物中的玉米是遗传分析的典型材料，生物界著名的 ＢａｒｂａｒａＭｃＣｌｉｎｔｏｃｋ有关转座因子的理论就是以玉米作为研究材料，从而成为了分子遗传学发展史上的重要里程碑；其他还有大肠杆菌、啤酒酵母、小鼠，线虫和拟南芥等生物都在自己的领域中扮演重要的角色。整体说来模式生物应该有以下特征：取材方便、生物周期短、遗传背景较清晰、实验方法通用、具有遗传改造和表型分析手段、有利于同行的交流等。
例1.拟南芥(2N＝10)属于十字花科植物，自花传粉，被誉为“植物界的果蝇”，广泛应用于植物遗传学研究。其植株较小，用一个普通培养皿即可种植4～10株，从发芽到开花约4～6周，每个果荚可着生50～60粒种子。(1)拟南芥作为遗传学研究材料的优点是_______________________________________
______________________。
细胞中染色体数目少，植株小，生长周
期短，产生种子多等
(2)拟南芥种皮的深褐色(A)对黄色(a)为显性，基因A/a位于2号染色体上。已知2号染色体上导入抗除草剂基因的结黄色种皮种子的植株与纯合结深褐色种皮种子的植株杂交，从F1中筛选出抗除草剂植株与正常的结黄色种皮种子的植株进行测交，发现F2中结深褐色种皮种子且抗除草剂植株占10%，试分析其原因：_______________________________________________________________________；若从F1中筛选出的抗除草剂植株自交，则F2中结深褐色种皮种子且抗除草剂植株的纯合植株所占比例为________。
F1抗除草剂植株在减数分裂产生配子时2号同源染色体发生互换　
1%
(3)拟南芥的M基因决定雄配子育性，M失活会使雄配子育性减少1/3；N基因存在时种子萌发，但在种子中来自亲代母本的N不表达。研究者将某种抗性基因插入野生型植株(MMNN)的M或N中，获得了“敲除”M基因的抗性植株甲(表示为MmNN)和“敲除”N基因的抗性植株乙(表示为MMNn)。①进行杂交实验：甲(♂)×乙(♀)，则所结种子中，基因型为MmNn的种子所占比例为________，可萌发种子所占比例为________；萌发后抗性植株所占比例为________。
1/5
7/10
100%
②为了探究基因M、N所在的位置，让上述杂交实验所得子代中基因型为MmNn的植株自交，若后代种子中可萌发种子占2/5，且萌发后抗性植株占100%，则表明M、N基因在染色体上的位置关系是__________________________，作出该判断的依据是_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
M、N位于一条染色体上
在此情况下，MmNn植株产生的雄配子为Mn∶mN＝3∶2，而雌配子中N不表达，因此后代种子中可萌发种子(MmNn、mmNN)占2/5，符合题中比例，且获得植株均含m或n，即均表现出抗性
（1）若以甲为母本、丁为父本进行杂交育种，需进行人工传粉，具体做法是_____
_________________________________________________________________________________
____________________。
对甲的雌花花序进行套袋，待雌蕊成熟时，采集丁的成熟花粉，撒在甲的雌蕊柱头上，再套上纸袋
例2 (2022·全国甲卷)玉米是我国重要的粮食作物。玉米通常是雌雄同株异花植物
（顶端长雄花序，叶腋长雌花序），但也有的是雌雄异株植物。玉米的性别受2对
独立遗传的等位基因控制，雌花花序由显性基因B控制，雄花花序由显性基因 控
制，基因型为 的个体为雌株。现有甲（雌雄同株）、乙（雌株）、丙（雌株）、
丁（雄株）4种纯合体玉米植株。回答下列问题。
（2）乙和丁杂交， 全部表现为雌雄同株； 自交， 中雌株所占比例为____
_， 中雄株的基因型是_____________；在 的雌株中，与丙基因型相同的植株
所占比例是_____。

、

（3）已知玉米籽粒的糯和非糯是由1对等位基因控制的相对性状。为了确定这对相
对性状的显隐性，某研究人员将糯玉米纯合体与非糯玉米纯合体（两种玉米均为雌
雄同株）间行种植进行实验，果穗成熟后依据果穗上籽粒的性状，可判断糯与非糯
的显隐性。若糯是显性，则实验结果是______________________________________
_____________________；若非糯是显性，则实验结果是_______________________
___________________________________。
糯玉米上全为糯性籽粒，非糯玉米上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
非糯玉米上只有非糯籽粒，糯玉米上既有糯性籽粒又有非糯籽粒
例3.（2023·安徽蚌埠·二模）正常水稻（2N=24）是两性花，其雄性育性由等位基因E/e控制，E对e完全显性，F基因会抑制不育基因的表达。让水稻甲（雄性不育）与水稻乙（可育）杂交，杂交后代F1全部可育，让F1单株自交得F2，有一半的F1后代表现为可育：雄性不育=3：1，另一半的F1后代表现为可育：雄性不育=13：3请回答下列问题：(1)对水稻基因组测序，需要测________条染色体上的DNA。(2)上述杂交中水稻甲只能作________，水稻乙的基因型是________________。(3)F2的基因型共有________种，其中eeFf________（能或不能）稳定遗传。(4)现有一些可育水稻种子（基因型相同）其自交后代会出现雄性不育株。请设计一个实验方案以确定这批可育水稻种子的基因型。请写出实验思路________。
让这批水稻自交，统计子代育性及比例（或者让这批水稻与隐性纯合子杂交，统计子代育性及比例）
12
母本
EEFF或EeFF
9
能
例4（2021广东卷20.）果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术，可通过观察F1和F2代的性状及比例，检测出未知基因突变的类型（如显/隐性、是否致死等），确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题：
（1）果蝇的棒眼（B）对圆眼（b）为显性、红眼（R）对杏红眼（r）为显性，控制这2对相对性状的基因均位于X染色体上，其遗传总是和性别相关联，这种现象称为___________。
伴性遗传
例4（2021广东卷20.）果蝇众多的突变品系为研究基因与性状的关系提供了重要的材料。摩尔根等人选育出M-5品系并创立了基于该品系的突变检测技术，可通过观察F1和F2代的性状及比例，检测出未知基因突变的类型（如显/隐性、是否致死等），确定该突变基因与可见性状的关系及其所在的染色体。回答下列问题：
（2）图示基于M-5品系的突变检测技术路线，在F1代中挑出1只雌蝇，与1只M-5雄蝇交配，若得到的F2代没有野生型雄蝇。雌蝇数目是雄蝇的两倍，F2代中雌蝇的两种表现型分别是棒眼杏红眼和___________，此结果说明诱变产生了伴X染色体_______________基因突变。该突变的基因保存在表现型为______________果蝇的细胞内。
棒眼红眼
隐性完全致死
棒眼红眼雌
（3）上述突变基因可能对应图中的突变______（从突变①、②、③中选一项），分析其原因可能是_________________________________________________，使胚胎死亡。
密码子序号 1 …4 …19 20 …540 密码子表（部分）：
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG 突变①↓ 突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACC UUA…UAG AUG：甲硫氨酸，起始密码子 AAC：天冬酰胺
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG 突变②↓ 突变后核苷酸序列 AUG…AAA…ACU UUA…UAG ACU、ACC：苏氨酸 UUA：亮氨酸
正常核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UUA…UAG 突变③ ↓ 突变后核苷酸序列 AUG…AAC…ACU UGA…UAG AAA：赖氨酸UAG、UGA：终止密码子…表示省略的、没有变化的碱基
③
突变为终止密码子，蛋白质停止表达
（4）图所示的突变检测技术，具有的①优点是除能检测上述基因突变外，还能检测出果蝇_________________________________________基因突变；②缺点是不能检测出果蝇_______________________________基因突变。（①、②选答1项，且仅答1点即可）
X染色体上的可见（或X染色体上的显性）
常染色体（或常染色体显性或常染色体隐性）
例5（2022广东卷19.）《诗经》以“蚕月条桑”描绘了古人种桑养蚕的劳动画面，《天工开物》中“今寒家有将早雄配晚雌者，幻出嘉种”，表明我国劳动人民早已拥有利用杂交手段培有蚕种的智慧，现代生物技术应用于蚕桑的遗传育种，更为这历史悠久的产业增添了新的活力。回答下列问题：（1）自然条件下蚕采食桑叶时，桑叶会合成蛋白醇抑制剂以抵御蚕的采食，蚕则分泌更多的蛋白酶以拮抗抑制剂的作用。桑与蚕相互作用并不断演化的过程称为________________。（2）家蚕的虎斑对非虎斑、黄茧对白茧、敏感对抗软化病为显性，三对性状均受常染色体上的单基因控制且独立遗传。现有上述三对基因均杂合的亲本杂交，F1中虎斑、白茧、抗软化病的家蚕比例是_________；若上述杂交亲本有8对，每只雌蚕平均产卵400枚，理论上可获得________只虎斑、白茧、抗软化病的纯合家蚕，用于留种。
协同进化
3/64
50
（3）研究小组了解到：①雄蚕产丝量高于雌蚕；②家蚕的性别决定为ZW型；③卵壳的黑色（B）和白色（b）由常染色体上的一对基因控制；④黑壳卵经射线照射后携带B基因的染色体片段可转移到其他染色体上且能正常表达。为达到基于卵壳颜色实现持续分离雌雄，满足大规模生产对雄蚕需求的目的，该小组设计了一个诱变育种的方案。下图为方案实施流程及得到的部分结果。
Ⅲ组所得黑壳卵雄蚕为杂合子，与白壳卵雌蚕杂交，后代的黑壳卵和白壳卵中均既有雌性又有雄性，无法通过卵壳颜色区分性别
统计多组实验结果后，发现大多数组别家蚕的性别比例与I组相近，有两组（Ⅱ、Ⅲ）的性别比例非常特殊。综合以上信息进行分析：①Ⅰ组所得雌蚕的B基因位于_______染色体上。②将Ⅱ组所得雌蚕与白壳卵雄蚕（bb）杂交，子代中雌蚕的基因型是_________（如存在基因缺失，亦用b表示）。这种杂交模式可持续应用于生产实践中，其优势是可在卵期通过卵壳颜色筛选即可达到分离雌雄的目的。③尽管Ⅲ组所得黑壳卵全部发育成雄蚕，但其后代仍无法实现持续分离雌雄，不能满足生产需求，请简要说明理由________________。
常
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