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(共15张PPT)
情境命题最前沿7 基因表达的调控
（操纵子、RNAi、分子伴侣等）
1.转录水平的调控——操纵子
（1）操纵子：原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。
操纵子通常由2个以上的编码蛋白质的结构基因与启动子、操纵基因以及
其他调节基因成簇串联组成。
（2）调节过程（以乳糖操纵子为例）
①无诱导物存在时（如图一），阻遏蛋白与操纵基因结合，阻止了 聚
合酶与启动子的结合，使得结构基因不能正常转录。
②诱导物（乳糖）存在时（如图二），诱导物与阻遏蛋白结合，使阻遏蛋
白结构改变，不能与操纵基因结合，则 聚合酶结合到启动子上并启动
结构基因的表达。
2.翻译水平的调控干扰
（1）干扰干扰是有效沉默或抑制目标基因表达的过程，
指内源性或外源性双链介导的细胞内发生特异性降解，
从而导致靶基因的表达沉默，产生相应的功能表型缺失的现象。干扰
由转运到细胞质中的双链激活，沉默机制可导致由小干扰
或短发夹诱导实现靶的降解，或者通过
小诱导特定翻译的抑制。
（2）具有的特征
①是转录后（翻译）水平的基因沉默机制。
②具有很高的特异性，只降解与之序列相应的单个内源基因的。
③抑制基因表达具有很高的效率，而且相对很少量的分子
（数量远远少于内源的数量）就能完全抑制相应基因的表达。
④抑制基因表达的效应可以穿过细胞界限，在不同细胞间长距离传
递和维持信号甚至传播至整个有机体，且具有可遗传等特点。
⑤不得短于21个碱基，并且长链也在细胞内被酶切割
为左右的，并由来介导切割。
3.翻译后水平的调控——分子伴侣
（1）分子伴侣：是一类协助细胞内分子组装和协助蛋白质折叠的蛋白质，
又称为伴侣蛋白。目前主要发现有热休克蛋白和伴侣蛋白两大类。
（2）分子伴侣的主要作用
①参与新生多肽链的折叠与装配。
②参与蛋白运送。
③修复热变性蛋白。
1.是一类在人体内广泛分布的内源性非编码，长度为
个核苷酸。不同在个体发育的不同阶段产生。 通过与靶
结合或引起靶 的降解，进而特异性影响相应基因的表达。根
据材料判断，下列相关说法正确的是( )
D
A. 指导合成的多肽链最多含有8个氨基酸
B.的合成不需要 聚合酶的参与
C. 在转录阶段特异性影响基因的表达过程
D.不同 在个体发育不同阶段产生，与细胞分化有关
解析：选D。根据题意可知，是非编码 ，故不能作为模板翻译
多肽链，A错误；是通过转录合成的，转录过程需要 聚合酶的催
化，故的合成需要 聚合酶的参与，B错误；根据题意可知，
通过与靶结合或引起靶 的降解特异性影响相应基因的
表达，其影响的是翻译阶段，C错误；不同 在个体发育的不同阶段
产生，属于基因的选择性表达，与细胞分化有关，D正确。
2. 基因在肝癌细胞中的表达水平远高于在正常细胞中的。研究发现
基因的转录产物能与 基因的转录阻遏复合体结
合，加速转录阻遏复合体的降解，具体过程如下图所示。下列相关叙述正
确的是( )
D
A.核糖体直接参与了 产生的过程
B. 链右端是 端
C. 链与 结合部位中存在的碱基互
补配对方式为、、、
D.过量表达产生 会促进肝癌的进展
解析：选D。由题意可知， 是基因转录的产物，核糖体不参与
转录，A错误；分析题图，由启动子所在的位置和转录产物片段可知，
链的右端是端，的两条链反向平行，故 链右端是端，B错误；
链与结合部位中存在的碱基互补配对方式为、 、
、，C错误；据题意可知，能与 基因的转录
阻遏复合体结合，加速转录阻遏复合体的降解，消除其对转录的抑制作用，
加速基因的转录，即过量表达产生 会促进肝癌的进展，
D正确。
3.操纵子是原核细胞基因表达调控的一种结构形式，它由启动子、结构基
因（编码蛋白质的基因）、终止子等组成。下图表示大肠杆菌细胞中核糖
体蛋白的合成及调控过程，其中序号表示相关生理过程， 上的
是核糖体结合位点。下列有关说法错误的是( )
A
A.图中的基因进行①转录时，只能以 链为模板
B.过程①中 聚合酶与启动子结合后相继驱动多
个基因的转录
C.细胞中缺乏时，与上的 位点
结合，阻止翻译的起始
D.过程①与②的碱基配对方式不完全相同
解析：选A。不同的基因在转录时模板链不相同，A错误；启动子是
聚合酶识别和结合的部位，过程①（转录）中 聚合酶与启动子结合后
相继驱动多个基因（基因1、基因2等）的转录，B正确；由题图分析可
知，能与、以及其他核糖体蛋白结合形成核糖体， 上
的是核糖体结合位点，当细胞中缺乏时，与上的
位点结合，导致核糖体不能与 结合，进而阻止翻译的起始，C正确；
过程①是转录，过程②是翻译，两过程的碱基互补配对方式不完全相同，
D正确。
4.（多选）大肠杆菌乳糖操纵子包括、、 三个结构基因
（编码参与乳糖代谢的酶，其中酶 能够水解乳糖），以及操纵基因、启
动子和调节基因。培养基中无乳糖存在时，调节基因表达的阻遏蛋白和操
纵基因结合，导致 聚合酶不能与启动子结合，使结构基因无法转录；
乳糖存在时，结构基因才能正常表达，调节过程如下图所示。下列说法错
误的是( )
A.结构基因转录时只能以 链为模板，表达出来的酶
会使结构基因的表达受到抑制
B.①过程的碱基配对方式与②过程的不完全相同，参
与②过程的氨基酸都可被多种 转运
C.若调节基因的碱基被甲基化修饰，可能导致结构基
因持续表达，造成大肠杆菌物质和能量的浪费
D.据图可知，乳糖能够调节大肠杆菌中基因的选择性
表达，该过程发生了细胞的分化
√
√
解析：选 。据题图分析，启动子位于结构基因左侧，故结构基因转录
时以 链为模板，转录、翻译出来的酶 会水解乳糖，从而抑制结构基因
的表达，A正确；根据题图可知，①过程为转录，②过程为翻译，①过程
的碱基配对方式为、、、 ，②过程的碱基配对方式
为、、、，②过程有的氨基酸可被多种 转运，
并不是都可被多种 转运，B错误；由题图可知，若调节基因的碱基被
甲基化修饰，阻遏蛋白不能与操纵基因结合，进而不能阻断结构基因的转
录，可能会导致结构基因持续表达，造成大肠杆菌物质和能量的浪费，C
正确；据题图可知，乳糖能够调节大肠杆菌中基因的表达，该过程没有发
生细胞形态、结构等的变化，不属于细胞分化，D错误。(共13张PPT)
情境命题最前沿8
“剂量补偿效应”与伴性遗传
“剂量补偿效应”指的是在 型性别决定机制的生物
中，使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效
剂量的遗传效应。剂量补偿的一种情况是雌性细胞中有一
条染色体随机失活。研究表明，染色体的失活起始于“ 染色体失活中
心”的基因转录产生长链非编码分子。 聚集的因子可
能促使甲基化和组蛋白修饰的发生。失活的 染色体比细胞内其他染
色体的乙酰化程度要低很多，而组蛋白的去乙酰化与基因组不转录的区域
相关。招募的修饰因子促使 组蛋白第27位赖氨酸甲基化，可以
诱导染色质高度螺旋形成巴氏小体。
猫的毛色由位于染色体上的一对等位基因控制（黑色B、橙色 ）。
B对 为完全显性，但杂合子的毛色却表现为黑、橙斑块的混合体，取名
“玳瑁猫”。
1.雌性哺乳动物在胚胎发育早期，细胞中一条 染色体随机高度螺旋化失
活形成巴氏小体，该细胞分裂产生的体细胞中这条 染色体也处于失活状
态，但产生配子时又恢复正常。 综合征是由于患者缺乏
（由 染色体上的基因编码的一种转移酶），使嘌呤聚集于神经组
织和关节中的代谢性疾病。结合下图分析，下列叙述正确的是( )
C
A.巴氏小体的形成原理为染色体数量变异
B.控制 合成的基因为隐性基因
C.Ⅱ的基因型是，由含基因的 染色
体失活形成巴氏小体
D.Ⅲ的致病基因不可能来自Ⅰ
解析：选C。细胞中一条染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体，即
染色体并未消失，染色体数量并未发生改变，未发生染色体数量变异，A
错误；分析题干可知，患者缺乏（由 染色体上的
基因编码的一种转移酶），说明控制该病的基因位于 染色体上，结合遗
传系谱图，Ⅱ和 Ⅱ均为正常个体，生出了患病子女Ⅲ和Ⅲ ，
故该病为伴染色体隐性遗传病，控制 合成的基因为显性基因，B
错误；由B选项分析，可知Ⅱ的基因型是 且表型正常，结合题干
“雌性哺乳动物在胚胎发育早期，细胞中一条 染色体随机高度螺旋化失活
形成巴氏小体，该细胞分裂产生的体细胞中这条 染色体也处于失活状态”，
可以推测Ⅱ体内含基因的染色体失活形成巴氏小体， 正常表达，C
正确；由B选项分析，可知Ⅱ和Ⅱ基因型分别为、 ，故 Ⅲ
基因型为，基因来自Ⅱ，而Ⅰ为正常个体，故Ⅱ的
基因只能来自Ⅰ ，D错误。
2.基因剂量补偿是指染色体数量不同而导致基因剂量（数量）出现差别，
但基因的表达量与正常二倍体的表达量近似相等的现象。在 型性别决定
生物中， 染色体基因剂量补偿已被广泛研究。回答下列问题：
（1）以果蝇为材料，研究者提出基因平衡假说，以解释基因剂量补偿的
分子基础。由基因剂量（数量）改变而引起的基因表达量的变化称为基因
剂量效应，包括正向剂量效应和反向剂量效应两种影响。下表表示 染色
体数量不同的个体中，基因剂量效应对该染色体上基因表达量的影响。
染色体组成 二倍体雌性 二倍体雄性 三体
正向剂量效应
反向剂量效应
剂量补偿
由表格可知，正向剂量效应、反向剂量效应是指基因表达量与基因剂量分
别呈现________、________（填“正相关”或“负相关”）。受反向剂量效应
的影响，细胞中的复合蛋白可特异性使正常二倍体雄性果蝇 染色体
上的蛋白质乙酰化，从而使 染色体结构变得更加______（填“松散”或“螺
旋化”），同时促使基因________处的 聚合酶富集约2.2倍，从而促进
相关基因表达。
正相关
负相关
松散
启动子
解析：染色体上的基因数量在二倍体雄性、二倍体雌性、三体 中依
次增多，正向剂量效应下基因表达水平依次为、、 ，反
向剂量效应下基因表达水平依次为、、 ，所以正向剂量
效应、反向剂量效应是指基因表达量与基因剂量分别呈现正相关、负相关。
染色体螺旋化程度低有利于基因表达，所以复合蛋白可使 染色体结
构变得更加松散， 聚合酶识别和结合的位点是启动子，所以其富集的
部位是基因的启动子。
（2）三体 果蝇细胞中，反向剂量效应会使其基因组表达水平整体下
降至 ，推测该三体果蝇出现性状异常的主要原因可能是 ___________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
___________ 。
解析：正、反向剂量效应同时作用于常染色体和性染色体上的基因，在二
者的影响下，该三体果蝇性染色体上的基因表达量为 ，但常染色体
上的基因表达量下降至 ，因此该三体果蝇出现性状异常。
正、反向
剂量效应同时作用于常染色体和性染色体上的基因，在二者的影响下，该
三体果蝇性染色体上的基因表达量为 ，但常染色体上的基因表达量
下降至
（3）哺乳动物中的基因剂量补偿是通过随机失活雌性2条 染色体中的1条
实现的，失活的染色体称为巴氏小体。一只黑色雌猫 与一只黄色
雄猫交配生下一只毛色黄黑相间 的雄猫，该雄猫毛色形成
的原因是________________________________________________________
______________。
若该雄猫与黄色雌猫杂交（三条性染色体联会后，任意两条染色体分别移
向两极，第三条染色体随机移向一极），假设子代均能成活，则后代毛色
为黄黑相间且细胞中能观察到2个巴氏小体的个体所占的比例是_____。
细胞中含B、基因的染色体随机失活，导致不同细胞中分别表达B或基因
解析：哺乳动物细胞中的2条 染色体会有1条随机失活，导致其上的基因
不能表达，所以基因型为的个体细胞中含B、基因的 染色体随机
失活，导致不同细胞中分别表达B或 基因，使该雄猫毛色表现为黄黑相间。
毛色为黄黑相间且细胞中能观察到2个巴氏小体的个体的基因型为
或。亲本组合为,产生基因型为 子代的概率
为（精子）（卵细胞） 。(共28张PPT)
情境命题最前沿9 基因位置的判定
运用假说—演绎法进行基因定位
1.确定基因位于常染色体还是性染色体上
方法表型相同的亲本杂交
若性状分离比在雌雄个体中均为，则基因位于常染色体上。
若性状分离比在雌雄个体中比例不同，则基因位于性染色体上。
方法一对相对性状的纯合亲本进行正反交实验
正反交结果一致 基因位于常染色体上或、染色体的同源区段上。
正反交结果不一致 基因仅位于染色体上。
方法显性纯合 ×隐性♀
结果全为显性 基因位于常染色体上或、染色体的同源区段上。
子代中雌性为显性、雄性为隐性 基因仅位于染色体上。
2.确定基因位于常染色体还是、染色体的同源区段上
3.确定基因位于几号常染色体上
方法利用已知基因定位
举例，已知基因A与位于2号染色体上
方法利用三体定位
方法利用单体定位
方法利用染色体片段缺失定位
方法利用细胞融合定位
已知人的体细胞和小鼠的体细胞杂交（融合）后，杂种细胞在
有丝分裂过程中，人的染色体逐渐地丢失，最后仅保留少数几条。由于人
染色体的丢失是随机的，因此不同的杂种细胞会保留不同的人染色体。
4.确定基因在染色体上的相对位置
（1）方法：利用基因之间的交换概率定位。
（2）原理：两个基因之间位置越远，则交换概率越高。
（3）举例：若后代出现和的概率高，则A与B
的距离就远；反之A与B的距离就近。
1.大豆突变株表现为白花。为进行 基因的染色体定位，用该突变
株作父本，与不同的三体紫花纯合体植株杂交，选择 中
的三体与突变株白花植株杂交得 ，下表为部分研究结果。下列叙述正确
的是( )
母本 表型及数量 白花 紫花
三体 21 110
三体 115 120
A.中三体的概率是
B.三体紫花纯合体的基因型为
C.突变株基因 位于10号染色体上
D.对 基因定位最多用到20种大豆三体纯系
解析：选A。亲本为三体×白花，中三体的概率是 ，A正确；若
基因位于三体的染色体上，三体紫花纯合体的基因型为，若
基因位于非三体的染色体上，三体紫花纯合体的基因型为 ，B错误；由
题表可知，突变基因 位于9号染色体上，C错误；若19种大豆三体纯系杂
交的后代都没有出现，则就位于第20种三体上，所以对 基因定位
最多用到19种大豆三体纯系，D错误。
√
2.单体是指体细胞中某对同源染色体缺失一条的个体，能产生含
条染色体和含 条染色体的两种配子，可用于基因定位。在野生型烟
草 中发现一株隐性突变体，人工构建一系列缺少不同染色体的
野生型单体，并分别与该突变体杂交，留种并单独种植，即可判断突变基
因所处的染色体。下列说法错误的是( )
B
A.减数分裂过程中某对同源染色体移向一极可导致单体形成
B.需要人工构建48种野生型单体分别与隐性突变体杂交
C.若某单体后代出现突变型植株，说明突变基因位于该单体所缺少的染色
体上
D.若后代野生型∶突变型为 ，说明单体产生的两种配子的存活率相同
解析：选B。减数分裂过程中某对同源染色体移向一极导致形成的生殖细
胞缺少该条染色体，进而可导致单体形成,A正确;野生型烟草 有
24对同源染色体,所以需要构建24种野生型单体分别与隐性突变体杂交,B错
误;在减数分裂过程中,单体植株可以产生含条染色体和含 条染色体
的两种配子,所以杂交后若后代全为野生型,则该基因不在这条染色体上,若
杂交后代出现了突变型植株,则该基因位于该单体缺少的染色体上,C正确;
突变型是隐性纯合子,只能产生一种含隐性基因的配子,所以若后代野生
型∶突变型为 ,说明单体产生的两种配子存活率相等,D正确。
3.某雌雄同株的植物的花色由位于2号染色体上的一对等位基因控制，A基
因控制红色， 基因控制白色。某杂合的红花植株，经射线处理后2号染色
体缺失了一个片段，含有片段缺失染色体的雄配子不能正常发育，该植株
自交，后代中红花∶白花 。下列有关说法正确的是( )
B
A.A基因所在染色体发生了片段缺失，且A基因位于缺失的片段上
B.A基因所在染色体发生了片段缺失，且A基因不位于缺失的片段上
C.基因所在染色体发生了片段缺失，且 基因位于缺失的片段上
D.基因所在染色体发生了片段缺失，且 基因不位于缺失的片段上
解析：选B。若A基因所在染色体发生了片段缺失，且A基因位于缺失的片
段上，假设该植株的基因型为 ，则其产生的雌配子的基因型及比例为
，产生的雄配子的基因型只有 ，自交后代的基因型及比例为
，由于A基因所在片段缺失，故子代的表型均为白花，A错
误；若A基因所在染色体发生了片段缺失，且A基因不位于缺失的片段上，
则经减数分裂只能产生一种能正常发育的雄配子，与雌配子A和 结合后，
子代中红花∶白花，B正确；若 基因所在染色体发生了片段缺失，
且基因位于缺失的片段上，假设该植株的基因型为 ，则其产生的雌
配子的基因型及比例为 ，产生的雄配子的基因型只有A，自交
后代的基因型及比例为,子代的表型均为红花，C错误；若
基因所在染色体发生了片段缺失，且 基因不位于缺失的片段上，则经减
数分裂只能产生一种能正常发育的雄配子A，与雌配子A和 结合后，子代
中只有红花，没有白花，D错误。
4.将一个具有两个野生型基因、 的人体细胞和一个具有两个隐性突
变基因、 的小鼠细胞诱导融合，筛选得到的杂种细胞在传代培养过
程中，人体细胞中的某条染色体会发生丢失现象，小鼠的染色体不丢失。
最终通过检测基因产物，确定基因、 是否位于一条染色体上。下列
说法正确的是( )
A.杂种细胞传代培养需要添加激素及血清等天然成分的选择培养液
B.诱导融合后的细胞具有两种细胞的遗传物质并发生了基因重组
C.如果子细胞中只出现、和、 所表达的基因产物，说明基
因、 在同一染色体上
D.如果子代细胞出现、、、、、和、 等所表
达的全部基因产物，说明、 位于两条染色体上
√
解析：选C。杂种细胞传代培养需要添加激素及血清等天然成分的天然培
养液，A错误；诱导融合后的细胞具有两种细胞的遗传物质并发生了染色
体数量变异，B错误；如果子细胞中只出现、和、 所表达的
基因产物，说明基因、 在同一条染色体上，C正确；如果子代细胞出
现、、、、、和、 等所表达的全部基因产物，
可能是、位于两条染色体上，也可能是、 位于一条染色体上但
发生了变异，D错误。
5.某两年生植株 的正常株高品系（AA）中由于发生了基因突变
而出现矮秆植株 ，为了给矮秆植株育种提供依据，科研工作者利用三
体分析法进行了矮秆基因染色体定位的研究。其主要过程如下：以正常株
高品系中的三体为母本，以矮秆植株为父本进行杂交，再选出 中三
体与亲代父本进行回交，依据 中高秆和矮秆植株的分离比可确定矮秆基
因所处的染色体。（实验过程中不考虑基因突变，各种配子均能存活且受
精机会均等；三体在减数分裂时，配对的两条染色体彼此分离，另一条染
色体随机移向细胞一极；三体和二倍体存活机会相等。）下列相关说法正
确的是( )
A.就株高基因而言，用于杂交的三体母本种类有24种
B.中出现的分离比为或
C.中正常株高植株的基因型为或
D.可用光学显微镜观察法初步鉴定三体植株
D
解析：选D。该植株有12对同源染色体，就株高基因而言，基因可能位于
12对染色体中的一对染色体上，因此用于杂交的三体母本种类有12种，A
错误；若控制株高的基因位于三体对应的染色体上，选出、 中
三体进行回交（与 进行杂交），三体产生的配子及比例为
,中正常株高植株和矮秆植株的分离比为 ，若
控制株高的基因不位于三体对应的染色体上，选出中三体 进行回交
（与进行杂交），中正常株高植株和矮秆植株的分离比为 ，B错
误；若控制株高的基因不位于三体对应的染色体上， 中正常株高植株的
基因型为 ，C错误；光学显微镜下可以看到染色体，因此可用光学显微
镜观察法初步鉴定三体植株，D正确。
6.（多选）为精细定位水稻4号染色体上的抗虫基因，用纯合抗虫水稻与纯
合易感水稻的杂交后代多次自交，得到一系列抗虫或易感水稻单株。对亲
本及后代单株4号染色体上的多个不连续位点进行测序，部分结果按碱基
位点顺序排列如下表所示。据表推测水稻同源染色体发生了随机交换，下
列叙述正确的是( )
…位点 位点 位点 位点 位点 位点
测序 结果 纯合抗虫水稻亲本
纯合易感水稻亲本
抗虫水稻1
抗虫水稻2
易感水稻1
示例：表示同源染色体相同位点，一条上为 碱基对，另一
条上为 碱基对。
A.抗虫水稻1的位点 之间发生过交换
B.易感水稻1的位点及 之间发生过交换
C.抗虫基因可能与位点3、4、5均有关
D.抗虫基因位于位点 之间
√
√
√
解析：选 。题表中的6个位点均位于水稻4号染色体上，由亲本6个位
点测序结果可知，的4号染色体中一条为6个A，另一条为6个 ，即相应
的6个位点均应为，故若亲代减数分裂过程中未发生交换，则 号染
色体6个位点碱基序列为6个、6个或6个 三种类型。由抗虫水
稻1的6个位点碱基序列可知，其两条4号染色体上的6个位点碱基序列均为
，说明亲代产生配子过程中，同源染色体的
非姐妹染色单体上含位点1、2的片段或含位点3、4、5、6的片段发生过交
换，即位点之间发生过交换，形成的 雌
雄配子结合发育形成抗虫水稻1，A正确。
同理易感水稻1的位点及 之间发生过交换，B错误。由纯合抗虫
水稻亲本、抗虫水稻1、抗虫水稻2的位点3、4、5均有A，而纯合易感水稻
亲本、易感水稻1的位点3、4、5均无A可知，抗虫基因可能与位点3、4、5
有关，C正确。抗虫水稻1的位点1、2为，位点 之间发生过交换，
但仍抗虫；抗虫水稻2位点6为，位点 之间发生过交换，但仍抗虫，
说明交换片段上应不含抗虫基因，故抗虫基因位于 之间，D正确。
7.某二倍体植物 在栽培过程中会出现单体。单体比正常个体少一
条染色体，用 表示。请回答下列问题：
（1）形成该植物单体的变异类型是____________________。
染色体（数量）变异
（2）利用该植物单体植株 与正常二倍体杂交，子代中单体占
，正常二倍体占 。这说明该杂交实验中，单体植株减数分裂产生
的型和 型的配子比例为_____。
（3）该植物最多有____种单体，这些单体可用于基因的染色体定位。某
育种专家在该植物培育过程中偶然发现一个隐性纯合突变个体，请设计实
验来判断此隐性突变基因位于第几号染色体上。实验思路：____________
________________________________________________________________
__________________。
21
让隐性突变个体和各种单体杂交，若某种单体的子代中出现隐性突变类型，则此基因在相应的染色体上(共10张PPT)
情境命题最前沿10
雄性不育及三系法杂交水稻
三系法杂交水稻系统
三系杂交水稻是我国研究应用最早的杂交
水稻，由不育系、保持系、恢复系三种水稻培
育而成。不育系的花粉不育，这种雄性不育由
细胞质基因 控制，不育系为生产大量杂交
种子提供了可能性。保持系能保持不育系的细
胞质雄性不育性，其细胞质基因 正常可育，能够自交结实，借助保持
系来繁殖不育系。恢复系（代号 ）含有能恢复细胞质雄性不育性的核基
因——恢复基因 ，与不育系杂交产生的三系杂交稻正常可育且具有杂
种优势，即用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。
1.雄性不育对遗传育种有重要价值。
为获得以茎的颜色或叶片形状为标记
的雄性不育番茄材料，研究者用基因
型为 的番茄植株自交，所得
子代的部分结果见图。其中，控制紫茎（A）与绿茎 、缺刻叶（C）与
马铃薯叶的两对基因独立遗传，雄性可育（F）与雄性不育 为另一对
相对性状，3对性状均为完全显隐性关系。下列分析正确的是( )
A.育种实践中缺刻叶可以作为雄性不育材料筛选的标记
B.子代的雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶的比例约为
C.子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株的比例约为
D.出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是基因突变的结果
√
解析：选C。根据绿茎株中绝大多数雄性不育，紫茎株中绝大多数雄性可
育，可推测绿茎基因和雄性不育基因 位于同一条染色体上，紫茎基因A
和雄性可育基因 位于同一条染色体上，由子代雄性不育株中缺刻叶∶马
铃薯叶可知，缺刻叶基因C与马铃薯叶基因 位于另一对同源染色
体上。由以上分析可知，绿茎可以作为雄性不育材料筛选的标记，A错误；
控制缺刻叶、马铃薯叶与控制雄性可育、雄性不育 的两对基
因位于两对同源染色体上，因此，子代雄性可育株中，缺刻叶与马铃薯叶
的比例约为，B错误；由于基因A和基因位于同一条染色体上，基因
和基因 位于同一条染色体上，子代中紫茎雄性可育株与绿茎雄性不育株
的比例约为 ，C正确；出现等量绿茎可育株与紫茎不育株是减数第一
次分裂前期同源染色体非姐妹染色单体间交换的结果，D错误。
2.水稻 是一种热带起源的禾本科作物，开两性花，为雌雄同株。
三系杂交水稻是我国研究应用最早的杂交水稻，具有高产的优良性状。三
系杂交水稻由不育系、保持系、恢复系三种水稻培育而成：雄性不育系
（花粉败育，但雌蕊正常）的基因型为，其中为细胞质基因， 为细
胞核基因；保持系基因型为，与雄性不育系杂交后代仍为 ；恢
复系基因型为 ，与雄性不育系杂交可以使其后代恢复为雄性可育。
回答下列问题：
（1）水稻基因组计划需测定____条染色体上的 序列。水稻根尖细胞
有丝分裂后期，细胞中的染色体组数为___，同源染色体对数为____。
12
4
24
解析：水稻体细胞中有24条染色体，没有性染色体之分，因此水稻基因组
计划应测定12条染色体上的 序列。水稻根尖细胞有丝分裂后期，姐妹
染色单体分离，染色体数量加倍，由24条变成48条，同源染色体数量也加
倍，所以细胞中的染色体组数也由2个变成4个，同源染色体对数也由12对
变成24对。
（2）不育系的产生是基因突变的结果，细胞核和细胞质都含有决定雄蕊
是否可育的基因，其中细胞核的可育基因用表示，不育基因用 表示，细
胞质中的可育基因用表示，不育基因用 表示，则水稻细胞中与育性相关
的基因型有___种，能够抑制的表达，则 的表型为__________。
6
雄性可育
解析：水稻细胞中与育性相关的基因型有（种），即 、
、、、、。其中和为可育基因，和 为不
育基因；能够抑制的表达，故只有 表现为雄性不育，其他均为可
育，则 的表型为雄性可育。
（3）科研人员发现非温敏雄性不育系（不育性不会随日照
的长短而发生变化） 品系，科研人员将连锁的三个基因
、和（基因是与花粉代谢有关的基因， 基因为红色
荧光蛋白基因）与 质粒连接，构建______________，转
基因表达载体
基因可使非温敏雄性不育植株可育，基因使花粉不育，含有基因的植株可发红色荧光
入雄性不育水稻植株细胞中，获得转基因植株，自交后代中红色荧光植株
占一半，据此推测、、 基因在育种过程中的功能为
___________________________________________________________________
_______________。
解析：科研人员将连锁的三个基因、和与 质粒连接，构建基因表达
载体，转入雄性不育水稻植株细胞中，获得转基因植株，自交后代中红色
荧光植株占一半，说明转基因植株是雄性可育，且后代含 基因的个体占
一半，据此推测，转入的基因使 品系恢复育性。所以结合题意可推测
、、基因在育种过程中的功能分别是 基因可使非温敏雄性不育植株
可育，基因使花粉不育，含有 基因的植株可发红色荧光。

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