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尖子生突破2—雄性不育系及自交不亲和性
应用一：雄性不育系
是指通过人工选育，在雌器官发育正常的两性花或雌雄同株植物中获得遗传性稳定的雄性不
育系统。有关不育性的基因如下。在细胞质中遗传的是S/N，N 正常可育，S 不可育；在细胞核也
有一对等位基因R/r，R 可以使S 带来的不育植株恢复育性。
雄性不育按基因型可分为三类：
1.细胞核雄性不育：雄性不育受细胞核基因控制。可分为显性核不
育、隐性核不育及基因互作核不育。基因型为S(rr)。
2.细胞质雄性不育：雄性不育的性状完全受细胞质控制，遵循母性
遗传规律，任何品种都是保持系，找不到恢复系。
3.核质互作雄性不育：雄性不育的性状受细胞核基因和细胞质基因
共同控制，该型不育系可实现“三系配套”—是指配制一个优良杂交种所需要的特定的三个系，
包括不育系、保持系和恢复系必须配套才能使用，缺一不可。
应用二：自交不亲和
指具有完全花并可以形成正常雌、雄配子，但缺乏自花授粉结实能力的一种自交不育性。具
有自交不亲和性的作物有甘蓝、黑麦、甜菜、白菜等。
自交不亲和性在遗传上都是由特定的复等位基因控制的。如对烟草属植物的研究，发现有一
组复等位基因S 控制着自交不亲和性的遗传。即花粉粒所携带的S 等位基因与雌蕊的基因相同时，
花粉管就不能在花柱组织中延伸，或生长很缓慢而终于不能与卵细胞结合；反之，花粉就发芽正
常，能参与受精作用。
一、单选题
1．水稻为雌雄同花植物，花很小，人工授粉困难。正常水稻种子呈白色，科研团队在某水稻
品种的一条2 号染色体上插入一个籽粒蓝色素生成基因D 构建水稻品种Р，然后将雄性不育基因
M 导入水稻品种Р，培育出通过种子颜色即可判断是否为雄性不育种子的品种Q（基因的位置关
系如图）。由于图中D 和M 两个非等位基因在同一条染色体上距离较近，因此会紧密连锁在一起
不发生基因重组。下列说法正确的是（ ）
1
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A．品种Q 自花传粉，得到的子代中蓝粒雄性不育的个体占3/4
B．品种Q 可防止基因D 通过花粉扩散到近缘作物
C．若基因M 插入到基因D 所在染色体的同源染色体上，则其与正常水稻杂交无法得到蓝粒
和雄性不育两性状不分离的种子
D．若基因M 插入到3 号染色体上，则其与正常水稻杂交得到的子代出现蓝粒雄性不育种子的
概率为1/2
【答案】B
【详解】A、据题意可知，水稻品种Q 雄性不育，因此不能自花传粉，A 错误；
B、品种Q 雄性不育，可防止基因D 通过花粉扩散到近缘作物，B 正确；
C、若基因M 插入到基因D 所在染色体的同源染色体上，如果发生交叉互换，则其与正常水
稻杂交可能会得到蓝粒和雄性不育两性状不分离的种子，即基因D 和M 在一条染色体上，C 错误；
D、用O 代表同源染色体相同位置上没有的等位基因，若基因M 插入到3 号染色体上，则其
产生的雌配子有DM、DO、OM、OO4 种，正常水稻做父本，产生OO 的雄配子，子代出现蓝粒雄
性不育种子DOMO 的概率为1/4，D 错误。
2．大白菜是雌雄同株植物。研究发现大白菜的雄性不育由Ms/ms 和I/i 两对独立遗传的等位
基因控制，其中Ms 为显性不育基因，可诱导产生雄性不育因素，使雄蕊退化，I 基因能抑制Ms
基因的表达。现有甲（基因型为Msmsii）和乙（基因型为MsmsIi）的植株混合种植，下列说法正
确的是（ ）
A．自然界中能稳定遗传的雄性可育大白菜植株有2 种基因型
B．可通过自交的方式判断某雄性不育大白菜植株的基因型
C．甲植株上所结的种子发育的植株中雄性不育占3/4
D．乙植株上所结的种子发育的植株中雄性不育占3/16
【答案】D
【详解】A、结合题干信息可知，自然界中能稳定遗传的雄性可育大白菜植株基因型 有4 种
基因型：msmsii、msmsII、MsMsII、MsmsII，A 错误；
B、雄性不育植株的基因型有Msmsii、MsMsii 两种，只能作母本，不能自交，只能通过与雌
雄同株作父本杂交，选择与msmsii 杂交，若后代只有雄性不育，则基因型为MsMsii，若后代出现
2
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雄性可育，则基因型为Msmsii，B 错误；
C、甲植株的基因型为Msmsii，表现为雄性不育，只能作为母本，与乙（基因型为MsmsIi）的
植株混合种植，甲接受来自MsmsIi 的雄配子，Msmsii 产生的雌配子为1/2Msi、1/2msi，MsmsIi 产
生的雄配子为1/4MsI、1/4Msi、1/4msI、1/4msi，即雄性不育植株所占比例为1/2×1/4＋1/2×1/4＋
1/2×1/4＝3/8，C 错误；
D、乙植株结的种子，只能是自交，即MsmsIi×MsmsIi，故雄性不育为Ms ii＝3/16，D 正确。
3．果蝇的性别决定方式为XY 型。已知XXY 为雌性可育；XYY 为雄性可育；XO 为雄性不育；
XXX、YO、YY 均在胚胎期死亡。现有两组杂交实验结果如下，不考虑XY 的同源区段及基因突变，
下列叙述错误的是（ ）
组合及亲本表型
F1 表型及比例
组合一：残翅红眼♀×长翅白
眼♂
长翅红眼♀920、长翅红眼♂927
组合二：残翅红眼♂×长翅白
眼♀
长翅红眼♀920、长翅白眼♂927、长翅白
眼♀1
A．仅根据组合一即可判断长翅为显性性状，控制翅型的基因位于常染色体
B．组合一中F1 雌雄果蝇相互交配，F2 中红眼长翅雌果蝇的比例为3/4
C．组合二F1 长翅白眼雌蝇的产生可能与母本减数第一次分裂异常有关
D．组合二中F1 长翅白眼雌蝇与正常雄果蝇交配，子代雌果蝇：雄果蝇=1：1
【答案】B
【详解】A、假设控制翅型的基因用A、a 表示，则根据组合一子代表型可确定长翅对残翅为
显性。若该对基因位于X 染色体上，在亲本的基因型为XaXa×XAY，则子代雄果蝇的基因型应为
XaY，应为残翅，与实际实验结果不符，故该对基因应位于常染色体，A 正确；
B、根据组合二可确定控制红眼和白眼的基因位于X 染色体，假设该对基因用B/b 表示，则组
合一中F1 雌雄果蝇的基因型分别为AaXBXb×AaXBY，相互交配下F2 中红眼长翅雌果蝇的比例为
3/4×1/2=3/8，B 错误；
C、组合二F1 长翅白眼雌蝇的基因型为XbXbY，可能是母本减数分裂Ⅰ后期同源染色体未分离
导致的，C 正确；
D、组合二中F1 长翅白眼雌蝇产生的配子种类及比例为X：XX：XY：Y=2：1：2：1，与正常雄
果蝇交配，子代雌果蝇﹔雄果蝇=1：1，D 正确。
4．某农作物为严格自花受粉的二倍体植物，杂种优势显著。为方便杂交制种，研究人员利用
基因工程构建了该植物的雄性不育保持系（如下图）。在雄性不育保持系中，A 为雄性可育基因，
3
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被敲除后的A 基因不再具有A 基因功能，记为A-KO，无A 基因时雄蕊不能发育；R/r 基因分别控
制种皮的褐色和黄色，D/d 基因控制花粉的育性，含D 基因的花粉败育。上述基因在染色体上紧
密连锁，减数分裂时不发生交叉互换。下列说法不正确的是（ ）
A．该雄性不育保持系自交时，可育花粉的基因型有1 种
B．该雄性不育保持系自交后，子代出现雄性不育保持系的概率为1/2
C．该雄性不育保持系所结的种子中，褐色种子与黄色种子的比约为1 1∶
D．杂交制种时，应将黄色种子与其它品系种子间行种植并完成杂交
【答案】C
【详解】A、该植株自交时可以产生的花粉基因型有ARD（花粉败育）和0rd（可育），所以
可育的花粉有1 种，A 正确；
B、植株自交时，雌性个体可以产生ARD 和0rd 的2 种配子，比例为1 1∶，雄性个体产生ARD
（不育）和0rd 的配子，所以子代的基因型有ARD/0rd，0rd/0rd（雄蕊不能发育）两种，比例为
1:1，保持系只有ARD/0rd，概率为1/2，B 正确；
C、只分析颜色相关的基因型，不育保持系的基因型为Rr，根据B 项分析，所结的种子中
Rr rr=1 1
∶
∶，但是种皮来自亲本，则基因型为亲本的基因型Rr，种皮的颜色都是褐色，C 错误；
D、黄色个体的基因型中没有A 基因，故雄蕊不能发育，杂交制种时，应将黄色种子（其个体
雄蕊不能发育）与其它品系种子间行种植并完成杂交，省去了去雄的工作，D 正确。
5．某水稻品种雄性不育与TMS5 和Ub 基因有关，TMS5 基因编码正常的核酸酶RNaseZS1，
tms5 基因编码的RNaseZS1 无活性。Ub 基因编码Ub 蛋白（其等位基因无此功能），25℃以上高
温能诱导Ub 基因过度表达出Ub 蛋白导致花粉败育，机理如下图。说法正确的是（ ）
A．Ub 基因过度转录是导致雄性不育的直接原因
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B．由图可知，雄性不育受环境影响
C．利用雄性不育水稻作父本进行杂交育种，具有不需要去雄的优势
D．若水稻为tms5 基因纯合且温度在25℃以上，则表现为雄性不育
【答案】B
【详解】A、25℃以上高温是导致雄性不育的直接原因，A 错误；
B、25℃以上高温能诱导Ub 基因过度表达出Ub 蛋白导致花粉败育，说明雄性不育受环境影响，
B 正确；
C、利用雄性不育水稻作母本进行杂交育种，具有不需要去雄的优势，C 错误；
D、若水稻为tms5 基因杂合，且温度在25℃以上，有正常RNaseZS1 和失活的RNaseZS1，则
表现为雄性不育，D 错误。
6．某二倍体（2n＝14）自花传粉植物的雄蕊小，导致人工育种时去雄困难，培育获得的6 号
染色体三体品系及其6 号染色体上的基因如图所示，雄性可育（M）对雄性不育（m）为显性，
种子椭圆粒（R）对种子长粒（r）为显性。该三体植株在减数分裂Ⅰ后期染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染
色体Ⅲ随机移向一极，含染色体Ⅲ的花粉无受粉能力。下列相关说法正确的是（ ）
A．可用隐性植株与该植株杂交验证这两对基因的遗传遵循自由组合定律
B．该三体植株会产生4 种基因型的雌配子，其中染色体正常的比例为1/4
C．该三体植株产生的雄配子中，具有正常受粉能力的比例约为1/3
D．该三体植株自交产生的F1 中长粒种子种植后可用来作杂交育种的母本
【答案】D
【详解】A、图中两对基因位于一对同源染色体上，其遗传不遵循自由组合定律，A 错误；
B、该三体植株在减数分裂Ⅰ后期染色体Ⅰ和Ⅱ分离，染色体Ⅲ随机移向一极，可产生基因型
为mr，MmRr 的雌配子或雄配子，且各基因型之比为1：1，即该三体植株会产生2 种基因型的雌
配子，其中染色体正常的比例为1/2，B 错误；
C、该三体植株可产生基因型为mr，MmRr 的雄配子，且各基因型之比为1：1，由于含有染
色体Ⅲ的花粉无受粉能力，故具有正常受粉能力的比例约为1/2，C 错误；
D、该三体植株自交，由于含染色体Ⅲ的花粉无受粉能力，只有mr 的雄配子可参与受粉，故
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子代基因型为mmrr，MmmRrr，其中长粒种子mmrr 由于雄性不育，杂交时无须去雄，即可作为
杂交育种的母本，D 正确。
7．水稻（2n=24）开两性花，水稻的花粉是否可育受到细胞质基因（S、N）和细胞核基因
（R、r）共同控制，其中细胞质基因只能通过母本遗传给后代。当细胞质基因为S 且细胞核基因
型为rr[记为S（rr）]时，水稻才表现为雄性不育。下列说法错误的是（ ）
A．基因S、N 的遗传不遵循分离定律
B．选用雄性不育植株进行杂交实验的优点是无需去雄
C．S（rr）与某品种水稻杂交后代全为雄性不育，该品种基因型为N（rr）或S（rr）
D．发生在水稻花粉中的基因突变比发生在根尖的更容易遗传给后代
【答案】C
【详解】A、S、N 为细胞质基因，只能通过母本遗传给后代，因此细胞质基因不遵循分离定
律，A 正确；
B、基因型为S（rr）的水稻表现为雄性不育，选用基因型为S（rr）的水稻植株进行杂交实验
时，不需要进行人工去雄，B 正确；
C、基因型为S（rr）的水稻表现为雄性不育，因此其只能作母本，让S（rr）与某品种水稻杂
交，其子代所有个体的细胞质基因均为S，若与之杂交的个体基因型为N（rr），则所有子代个体
的基因型均为S（rr），表现为雄性不育，由于S（rr）只能作母本，因此S（rr）不能与S（rr）杂
交产生后代，C 错误；
D、水稻为有性生殖，发生在生殖细胞内的突变更容易传递给子代，其根尖细胞为体细胞，花
粉为生殖细胞，因此发生在水稻花粉中的基因突变比发生在根尖的更容易遗传给后代，D 正确。
8．我国科学家用二倍体育种替代四倍体育种，用杂交种子繁殖替代薯块繁殖，这一成果突破
了百年来马铃薯育种的难题。自交不亲和是指植物自花授粉后不会产生种子的现象。科学家敲除
了马铃薯决定自交不亲和的S-RNase 基因，通过基因分析和杂交育种（如图所示），成功的改良
出“优 薯1 号”品种。下列分析错误的是（ ）
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A．选择基因组杂合度低和有害突变数少的材料决定了实验最终的成败
B．品系1 或2 的强致病基因与有利基因的连锁在子代中消除的原因是同源染色体的互换
C．敲除S-RNase 基因后的植株自交后观察是否产生种子来检测其作用效果
D．S-RNase 基因是强致病基因，块茎繁殖，可能使有害病毒在植物体内积累
【答案】D
【详解】A、从敲除S-RNase 基因后的二倍体马铃薯中选择基因组杂合度低和有害突变数少的
材料决定了实验最终的成败，A 正确；
B、由图分析，品系1 中强致病基因与有利基因连锁在同一条染色体上，而另一条染色体上两
者均没有，则两者连锁关系的消除发生在减数分裂Ⅰ前期，同源染色体的非姐妹染色单体之间发
生了互换，B 正确；
C、敲除二倍体马铃薯的S-RNase 基因后， 让该植株自交，通过观察是否产生种子来检测其作
用效果，以此来判断敲除自交不亲和基因后马铃薯是否有自交后产生种子的能力，C 正确；
D、由题干可知，S-RNase 基因是马铃薯自交不亲和的关键基因，可以使马铃薯自花授粉后不
会产生种子，而非强致病基因，D 错误。
9．自交不亲和是指两性花植物在雌、雄配子正常时，不能通过自交产生后代的特性。在烟草
中至少有15 个自交不亲和基因S1，S2…S15 构成一个复等位基因系列（位于一对常染色体上相同
位置）。当花粉的Sx（x=1，2……15）基因与母本有相同的Sx 基因时，该花粉的活性受到抑制而
不能完成受精作用。下列有关说法错误的是（ ）
A．具有自交不亲和特性的植物进行杂交实验时，母本无需去雄
B．基因型为S1S2 和S1S4 的亲本，正交和反交的子代共有3 种基因型
C．若某小岛烟草的S 基因只有S1、S2、S3、S4、S5，则该群体最多有15 种基因型
D．基因S1，S2，S3，S4…S15 互为等位基因，这些基因的出现体现了基因突变的不定向性
【答案】C
【详解】A、具有自交不亲和特性的品系进行杂交育种时，由于当花粉的Sx 基因与母本有相
同的Sx 基因时，该花粉的精子就不能完成受精作用，所以母本无需去雄，A 正确；
B、基因型为S1S2 和S1S4 的亲本，由于都含S1 基因，而当花粉含有与母本有相同的S1 基因
时，该花粉的精子就不能完成受精作用，所以正交和反交的子代基因型共有3 种，即S1S2 、
S2S4、S1S4、B 正确；
C、由分析可知，烟草无该等位基因的纯合子，若某小岛烟草的S 基因只有S1、S2、S3、S4、
S5，故该群体可能具有的基因型为S1S2、S1S3、S1S4、S1S5、S2S3、S2S4、S2S5、S3S4、S3S5、
S4S5，共10 种基因型，C 错误；
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D、基因S1、S2…S15 互为等位基因，即出现了复等位现象，这些基因的出现体现了基因突变
的不定向性，D 正确；
10．植物的自交不亲和性是指花粉落在柱头上时，不能正常萌发或不能穿过柱头，无法完成
受精作用而不能结实的现象。下图为培育自交不亲和油菜的过程，其中A、C 代表不同的染色体组。
下列叙述正确的是（ ）
A．甘蓝型油菜是由两个不同物种进行杂交后直接选育获得的
B．白菜是二倍体，A 代表的染色体组中有10 条染色体
C．F1 不含来自白菜的自交不亲和有关的基因
D．该育种方法为杂交育种，可大幅度改良生物，使之出现前所未有的新性状
【答案】B
【详解】A、由于不同物种之间存在生殖隔离，所以甘蓝型油菜不可能是由两个不同物种通过
自然种间杂交后直接获得的物种，A 错误；
B、白菜是二倍体，A 代表的染色体组中有10 条染色体，B 正确；
C、F1 是由AAC 组成的三倍体，F1 含有来自白菜自交不亲和有关的基因，C 错误；
D、诱变育种通过产生新基因而大幅度改良生物性状，该育种方法为杂交育种，能形成新的基
因型，也能出现前所未有的新性状，D 错误。
二、多选题
11．自交不亲和性是植物在长期进化过程中形成的，有利于进化和适应环境。研究发现油菜
自交不亲和性与S 位点的基因型有关，机理如图甲所示。育种专家利用自交不亲和系作母本，与
其他自交不亲和系、自交系或正常品系进行杂交，既避免了去雄操作，省时省工，又可以通过杂
交获得杂种优势，图乙表示相关杂交实验。相关说法错误的是（ ）
8
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A．具有自交不亲和特性的品系进行杂交育种时不用对母本进行去雄处理
B．由图甲可知，自交不亲和的原因是双亲基因型相同时花粉管不能萌发
C．自交不亲和的品系，不利于该物种保持遗传的多样性
D．F1 是由AAC 组成的三倍体，其中C 染色体组中含有9 条染色体
【答案】BC
【详解】A、具有自交不亲和特性的品系，自身的花粉与自身的卵细胞无法结合，故进行杂交
育种时自身的花粉不会对其造成干扰，不用对母本进行去雄处理，A 正确；
B、图甲中S1S2 的花粉无法在S1S2、S1S3 的柱头上萌发，而在S3S4 的柱头上可以萌发，说明
其自交不亲和与花粉萌发相关，双亲基因型相同（S1S2、S1S2）或不同时（S1S2、S1S3）花粉管
都可能不能萌发，B 错误；
C、自交不亲和，使自交无法产生后代，只能与其他进行杂交，增加了不同个体间的基因交流，
有利于保持遗传多样性，C 错误；
D、F1 由AA、AACC 杂交而成，染色体组成为AAC，其中A 组染色体有20÷2=10 条，C 组染色
体有38÷2-10=9 条，D 正确。
12．太谷核不育小麦是我国在小麦中首次发现的显性基因控制的雄性不育突变体，其不育性
状受显性雄性不育基因Ms2（简称M）控制，该基因位于小麦的4 号染色体上。其发育早期败育
的机理如图所示。与野生型小麦相比，太谷核不育小麦中Ms2 基因的调控区插入了一段DNA 序列
（TRIM），Ms2 蛋白引起TaRomol 蛋白的多聚化，使其活性受到抑制。最终导致太谷核不育小麦
花药在发育早期败育。下列说法正确的是（ ）
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A．TRIM 的插入能够激活原本不表达的Ms2 基因，使其表达出Ms2 蛋白
B．太谷核不育小麦与野生型小麦杂交时，杂交后代中雄性可育：雄性不育＝1：1
C．杂交获得的太谷核不育小麦基因型为MM 或Mm，且其在杂交过程中只能做母本
D．与野生型相比，太谷核不育小变花药在早期发育中活性氧（ROS）信号水平较高
【答案】AB
【详解】A、结合图示可知，TRIM 的插入能够激活原本不表达的Ms2 基因，使其表达出Ms2
蛋白，A 正确；
B、太谷核不育小麦是我国在小麦中首次发现的显性基因控制的雄性不育突变体，其不育性状
受显性雄性不育基因Ms2（简称M）控制，即太谷核不育小麦的基因型可表示为Mm，其与野生
型小麦（mm）杂交时，杂交后代中雄性可育（mm）∶雄性不育（Mm）＝1 1∶，B 正确；
C、杂交获得的太谷核不育小麦基因型为Mm，由于表现为雄性不育，因此，且其在杂交过程
中只能做母本，C 错误；
D、与野生型相比，太谷核不育小麦的花药在早期发育中活性氧水平较低，进而导致花粉败育，
D 错误。
三、综合题
13．水稻是严格的自花传粉植物。雄性不育株是指雄蕊发育不正常，但雌蕊发育正常，可以
接受外来花粉而繁殖后代的植株，以上相关性状是由基因控制的。水稻野生型为雄性可育，突变
体甲和突变体乙均为雄性不育（均只有一对基因与野生型不同）。下表为3 个不同水稻杂交组合
及其子代的表型及比例。请回答下列问题：
组合
序号
后代的表型及比例
一
野生型×突变
体甲
全为雄性可育（杂种
1）
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二
野生型×突变
体乙
全为雄性可育（杂种
2）
三
杂种1×杂种
2
全为雄性可育
(1)根据杂交组合一和二可知，雄性可育性状是由_____性基因控制。根据杂交组合三，推测控
制两个突变体的相关基因为______（填“等位基因”或“非等位基因”）。
(2)以上两突变体的产生体现了基因突变具有_____的特点。
(3)水稻雄性不育系在遗传学研究中有非常重要的作用，已知两突变品系的雄性不育性状各由
一对等位基因控制，甲经低温处理可以恢复育性，请利用两突变品系甲、乙设计杂交实验推断两
对基因在染色体上的位置关系（简要写出实验思路、预期结果及结论）。
实验思路：在低温条件下，以______作为父本，以______作为母本杂交，收获突变体乙植株
上所结的种子获得F1，正常温度条件下种植F1，并使其自交获得F2，常温条件下种植F2，并统
计______________。
预期结果与结论：
①若F2 中雄性可育与雄性不育植株数量比约为______，则两对基因位于非同源染色体上；
②若F2 中雄性可育与雄性不育植株数量比约为______，则两对基因位于同一对同源染色体上。
(4)水稻的紫粒和白粒受1 对等位基因控制，利用SSR 技术可以进行基因在染色体上的定位。
SSR 是DNA 中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR 重复单位不同（如CA 重复或GT 重复），
不同品种的同源染色体上的SSR 重复次数不同（如CACACA 或CACACACA），因此常用于染色体
特异性标记。研究人员将纯种紫粒和白粒水稻杂交，F1 全为紫粒，F1 自交后提取F2 中结白色籽
粒的50 株单株的叶肉细胞DNA，利用4 号染色体上特异的SSR 进行PCR 扩增后并电泳结果如下图
所示：
①如果控制籽粒颜色的基因位于4 号染色体上，则在下图中画出F2 白粒植株SSR 扩增、电泳
后结果______。
②若控制籽粒颜色的基因不位于4 号染色体上，SSR 扩增结果的类型______种，可能的比例是：
________。
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【答案】(1) 显 非等位基因
(2)随机性
(3) 突变体甲 突变体乙 其育性及比例 9 7 1 1
∶
∶
(4)
3 1 2 1
∶∶
【详解】（1）后代表现型全与野生型表现型相同，而由于自花传粉，野生型为纯合子，故野
生型不可能为隐性，只能为显性；若为等位基因，杂交组合三中必有雄性不可育，由于没有出现
雄性不可育，只能为非等位基因。
（2）由上面分析可知，这两种突变体分别由不同基因突变而来，说明在DNA 分子的不同部位
均可以发生基因突变，体现了基因突变的随机性。
（3）由上面分析可知，甲、乙两种突变体分别由不同基因突变而来，且野生型为显性，用
A、a 和B、b 来表示两对等位基因，可推知野生型(AABB)，突变甲(AAbb)，突变乙（aaBB）,已知
甲经低温处理可以恢复育性，则突变体甲可充当作父本，突变体乙只能当母本。强调在低温条件
下培养，以后收获后的种子正常温度条件下种植，可先将甲乙两种突变体进行杂交获得双杂合子
AaBb，利用双杂合子AaBb 自交是否符合9:3:3:1 或其变式来判断这两对基因的位置关系。
实验思路：以突变体甲作为父本，突变体乙作为母本杂交，收获突变体乙植株上所结的种子
获得F1，正常温度条件下种植F1，并使其自交获得F2，正常温度条件下种植F2，并统计其育性
及比例。当两对基因位于非同源染色体上时，符合自由组合定律，F2 中雄性可育（A-B-）与雄性
不育植株（A-bb+aaB-+aabb）数量比约为9：7；若这两对基因位于同一对同源染色体上，由亲本
为AAbb 和aaBB 可知，F1 个体的A 基因和b 基因在一条染色体上，a 基因和B 基因在一条染色体
上，则F1 产生的配子为Ab=1/2，aB=1/2，F1 自交产生F2，由棋盘法可计算出F2 中雄性可育
（AaBb）与雄性不育植株（AAbb+aaBB）数量比约为1：1。
（4）如果控制籽粒颜色的基因位于4 号染色体上，则白粒基因和白粒亲本4 号染色体SSR 连
锁，因此F2 这50 个白粒植株4 号染色体的SSR 扩增结果都与白粒水稻亲本4 号染色体的SSR 扩增
结果基本一致。如下图：
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如果控制籽粒颜色的基因不位于4 号染色体上，SSR 扩增结果的类型是3 种，可能都为紫色亲
本，或者既有紫色亲本又有白色亲本，或者都为白色亲本，可能的比例是：1：2：１。
14．有一类玉米能够正常进行自交，它们也可以给其它类型玉米授粉结实，而其它类型玉米
给它们授粉则不结实，这种现象称之为玉米单向杂交不亲和性（简称不亲系）。某不亲系受基因
A 控制，其遗传机制为：含有A 的卵细胞与a 花粉受精产生后代死亡，其余配子间结合方式均能
正常结实。玉米甜与非甜性状受一对等位基因Bb 控制。研究人员选择纯种不亲系甜玉米与普通的
非甜玉米杂交，F1 均为不亲系非甜玉米，F1 与纯种普通甜玉米杂交，F2 中不亲系甜玉米：普通非
甜玉米=1：1。不考虑突变和染色体互换。回答下列问题：
(1)玉米甜与非甜相对性状中，隐性性状为___________。F1 与纯种普通甜玉米杂交时，F1 应
作为____________（填“父本”或“母本”），F2 性状之比为1：1 的原因是____________。若
F2 自交，子代的表型及比例为____________。
(2)SSR 是DNA 中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR、不同品种的同源染色体上的SSR 不
同。利用SSR 技术可以进行基因在染色体上的定位。研究人员为了确定A 基因是否位于5 号染色
体上，将F1 自交后提取F2 中不亲系的10 株玉米的叶肉细胞DNA，利用SSR 进行PCR 扩增，对扩
增结果进行电泳，如图所示。该结果表明A 基因____________（填“在”或“不在”）5 号染色
体上，理由是____________。
(3)已知控制玉米胚乳的紫色（R）与无色（r）的基因位于9 号染色体上，现有基因型为AARR
与aarr 玉米可供选择，请设计杂交实验验证两对基因的遗传符合自由组合定律_____（写出实验
方案及预期结果）。
【答案】(1) 甜 父本 测交子代表型比例1：1，两对等位基因位于一对同源染
色体上，且A 和b 在一条染色体上，a 和B 在另一条同源染色体上 不亲系甜：普通非甜：普
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通甜=3：3：2
(2) 不在 F2 不亲系的植株中，第5 和第10 植株的电泳结果与亲本中的不亲系以及F1
的SSR 结果都不相同
(3)实验方案：AARR 作为父本，aarr 作为母本进行杂交，F1 自交（或F1 作为父本与aarr 进行
测交），统计F2 的表型及比例
预期结果：若采用自交，F2 表现型及比例为不亲系紫色：不亲系无色：普通紫色：普通无色
=9：3：3：1；若采用测交，F2 表现型及比例为不亲系紫色：不亲系无色：普通紫色：普通无色
=1：1：1：1
【详解】（1）纯合的甜与非甜杂交，子代均为非甜，说明甜为隐性性状，非甜为显性性状；
根据题意F1 的基因型为AaBb，由于携带A 基因，性状为单向杂交不亲和，若作为母本则带有A
基因的卵细胞与带a 的花粉后代死亡，则后代不会出现不亲和的个体，A 基因向子代传递则F1 应
作为父本，根据测交子代表型比例为1：1，可以推断两对等位基因位于一对同源染色体上，且A
和b 在一条染色体上，a 和B 在另一条同源染色体上；F2 的基因型及比例为Aabb：aaBb=1：1，
分别进行自交，结果为1/2 （1/4AAbb 、1/2Aabb 、1/4abb ）+1/2 （1/4aaBB 、1/2aaBb 、
1/4aabb），合并后为3/8A-bb：3/8aaB-：2/8aabb，可知表型比例为不亲系甜：普通非甜：普通
甜=3：3：2。
（2）分析5 号染色体的SSR 结果，若A 基因在5 号染色体上，则F2 不亲系植株的基因型只能
是AA 或Aa，其电泳结果应该与不亲系亲本（AA）相同或者与F1（Aa）相同，不会出现图中第5
和第10 植株的电泳结果，因此不亲系的控制基因A 不是位于5 号染色体上。
（3）设计杂交实验验证两对基因的遗传符合自由组合定律，可以在获得双杂合子后进行自交
或者进行测交实验，根据本题信息，要注意携带A 基因的一方只能作为父本，另外在自交时要注
意A 卵细胞接收a 花粉的子代是死亡的，故实验方案为AARR 作为父本，arr 作为母本进行杂交，
F1 自交（或F1 作为父本与aarr 进行测交），统计F2 的表型及比例。
预期结果为：若采用自交，不亲系紫色：不亲系无色：普通紫色：普通无色=9：3：3：1；若
采用测交，不亲系紫色：不亲系无色：普通紫色：普通无色=1：1：1：1。
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