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热点05 现代育种技术与农业可持续发展
（热点解读+情境预测+限时检测）
2023 年中央一号文件强调“加快种业振兴，推进农业现代化”，我国高度重视育种技术创新。现代育
种技术（如杂交育种、诱变育种、基因工程育种等）通过优化生物遗传特性，显著提高了农作物产量和抗
逆性，成为保障粮食安全的核心手段。例如，利用基因编辑技术培育的抗虫水稻、抗旱小麦，以及通过航
天诱变获得的高产蔬菜品种，均体现了育种技术对现代农业的重要支撑。此外，“一带一路”国际合作
中，中国与沿线国家共享育种成果，推动了全球农业科技的协同发展。
高考生物命题常以育种技术为情境，结合遗传规律、生物变异等核心考点，考查学生分析实际问题的
能力，体现“应用性、创新性”的评价要求。
考点1 教材考点梳理
1.生物变异的类型与育种原理
1.基因突变
特点：普遍性、随机性、低频性、不定向性。
应用：诱变育种（如太空椒、高产青霉菌株）。
2.基因重组
类型：自由组合（减数分裂Ⅰ后期）、交叉互换（减数分裂Ⅰ前期）、基因工程。
应用：杂交育种（如高产抗病小麦）、基因工程育种（如抗虫棉）。
3.染色体变异
类型：数目变异（如三倍体无子西瓜）、结构变异（如猫叫综合征）。
应用：单倍体育种（快速获得纯合子）、多倍体育种（提高产量和抗逆性）。
2. 遗传育种的基本方法
育种方法
原理
优点
缺点
实例
杂交育种
基因重组
操作简单，可集中优良性
状
育种周期长
高产抗病小麦
诱变育种
基因突变
提高突变率，加速育种进
程
具有盲目性，需大量筛选
太空椒、黑农五号大豆
单倍体育种
染色体数目变异
明显缩短育种年限
技术复杂，需与杂交结合
矮秆抗病水稻
多倍体育种
染色体数目变异
果实大，营养物质含量高
发育延迟，结实率低
三倍体无子西瓜
基因工程育
种
基因重组
定向改造生物性状
技术难度高，存在安全性争议
抗虫棉、抗除草剂玉米
3.基因的传递规律与育种实践
孟德尔遗传定律：通过杂交实验分析性状分离比，设计育种方案（如显性性状的筛选需连续自交）。
显隐性判断：通过杂交或自交实验确定性状显隐性，避免误选隐性纯合子。
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基因表达与环境：性状是基因与环境共同作用的结果，需在特定条件下评估育种效果。
4.转基因技术与生物安全
操作步骤：获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→检测与鉴定。
安全性争议：基因漂移、生态风险、伦理问题，需遵循相关法规（如《生物安全法》）。
考点2 高考考点拓展
情境 1 杂交育种与性状分离
教材背景：某农业科研团队用高秆抗病（DDRR）和矮秆感病（ddrr）小麦杂交，培育矮秆抗病品种。
情境 2 诱变育种与突变体筛选
教材背景：利用γ 射线诱变水稻种子，获得抗倒伏突变体。
情境 3 基因工程育种与抗虫作物
教材背景：将 Bt 毒蛋白基因转入棉花，培育抗虫品种
情境 4 多倍体育种与无子果实
教材背景：三倍体无子西瓜的培育过程。
（建议用时：40 分钟）
一、单选题
1．“白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”，具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的
植物，感染病毒后容易传染给后代。病毒在草莓体内逐年积累，会导致产量降低，品质变差。如图是育种
工作者选育高品质“白雪公主”草莓的过程。下列叙述正确的是（ ）
A．获得外植体时需要用纤维素酶和果胶酶处理草莓植株
B．选用茎尖做外植体是因为其含病毒极少甚至不含病毒
C．培育无病毒草莓苗时不用控制培养基中植物激素的比例
D．常需要用95%的酒精对愈伤组织消毒后再诱导其再分化
【答案】B
【分析】植物细胞工程的基本技术有植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等。植物组织培养是指将离
体的植物器官、组织或细胞等培养在培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。植物
体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，进而培育成新植物体的技术。利
用植物细胞工程，可以快速繁殖优良品种、培育作物新品种、进行作物脱毒和细胞产物的工厂化生产等，
有效提高生产效率。
【详解】A、在植物组织培养中，获得外植体通常是通过无菌操作直接从植物体上切取一小部分组织，如
茎尖、叶片等，而不需使用纤维素酶和果胶酶处理，A 错误；
B、植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，
再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，B 正确；
C、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等
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都会影响植物细胞的发育方向。因此，培育无病毒草莓苗时也要控制培养基中植物激素的比例，C 错误；
D、消毒用的酒精浓度是70%，且是对外植体进行消毒处理，D 错误。
2．科研人员利用γ-射线对普通小麦（无雌雄之分，染色体组成为AABBDD，其中A、B、D 表示来自不同
物种的染色体组，均含有7 条染色体）花粉进行辐射，并授粉给近缘种——硬粒小麦（AABB），得到辐
射杂种小麦，随机分析115 个辐射杂种小麦，获得38404 个SNP 标记（SNP 指基因组中单个核苷酸发生变
异的位置），这有利于小麦的分子育种。下列叙述正确的是（ ）
A．普通小麦基因组测序需测定21 条染色体的DNA 序列
B．115 个辐射杂种的体细胞中最多含有21 对同源染色体
C．该结果说明γ-射线辐射剂量与SNP 标记数呈正相关
D．SNP 标记数说明普通小麦的所有基因都发生突变
【答案】A
【分析】DNA 分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构改变称为基因突变。
【详解】A、普通小麦共有42 条染色体，即21 对同源染色体，其基因组测序需要测定21 条染色体上的全
部DNA 碱基序列，A 正确；
B、根据普通小麦（AABBDD）和硬粒小麦（AABB）的染色体组成分析，其后代染色体组最可能是
（AABBD），最多含有14 对同源染色体，B 错误；
C、题目并未提供不同剂量γ-射线的辐射的实验数据，因此无法判断γ-射线的辐射剂量与SNP 标记数之间
的关系，C 错误；
D、SNP 标记数说明γ-射线使普通小麦花粉的DNA 多个位置都发生突变，但不一定是所有的基因，D 错误。
3．将某油菜品种的大量种子置于太空环境中，返回地面后筛选出突变体Ch1，突变体Chl 油菜籽产量提高
了约3.6%。检测发现，该突变体内与油菜籽有关的酶基因Ch1 发生了基因突变，导致蛋白Chl 第34 位氨
基酸发生变化，其他氨基酸序列未发生改变，Chl 蛋白酶的活性因此增强，从而促进了油菜籽产量的提高。
下列分析合理的是（ ）
A．上述育种过程利用了物理因素来处理油菜种子，使油菜种子发生基因突变
B．基因Chl 发生了碱基对的增添、缺失或替换，该类变异类型是生物进化的根本来源
C．需要处理大量种子才可能得到产量提高的突变体，仅体现基因突变有不定向性
D．经太空环境处理的种子发育成突变体Chl 植株体现了植物体细胞的全能性
【答案】A
【分析】基因突变指的是DNA 分子中发生碱基对的增添、缺失和替换，引起基因结构改变。基因突变不
改变基因的数量和排列顺序。
【详解】A、将某油菜品种的大量种子置于太空环境中，利用太空中的射线、失重等物理因素来处理油菜
种子，使油菜种子发生基因突变，A 正确；
B、该突变体内与油菜籽有关的酶基因Ch1 发生了基因突变，导致蛋白Chl 第34 位氨基酸发生变化，其他
氨基酸序列未发生改变，说明基因Chl 发生了碱基对的替换，B 错误；
C、需要处理大量种子才可能得到产量提高的突变体，体现了基因突变有不定向性和低频性，C 错误；
D、植物体细胞的全能性是指已经分裂分化的细胞，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能
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和特性，经太空环境处理的种子（植物的幼体）发育成突变体Chl 植株只是正常的生长发育过程，未体现
植物体细胞的全能性，D 错误。
4．下列关于生物变异与育种的叙述，正确的是（ ）
A．用射线照射萌发的矮茎豌豆种子获得高茎豌豆植株，这属于诱变育种
B．欲使栽培稻获得野生稻的抗稻瘟病性状，只能通过杂交育种方式获得
C．六倍体小麦与二倍体黑麦杂交获得的八倍体小黑麦，属于单倍体育种
D．二倍体棉植株的花药离体培养后获得的植株细胞内均含有两个染色体组
【答案】A
【分析】①诱变育种：利用物理因素（如紫外线、X 射线等）或化学因素（如亚硝酸盐等)处理生物，使生
物发生基因突变，可以提高突变率，创造人类需要的生物新品种。②人工诱导多倍体的方法很多，如低温
处理等，目前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。③利用单倍体植株培育新品
种，能明显缩短育种年限。育种工作者常常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后
人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株的染色体数目。
【详解】A、用射线照射萌发的矮茎豌豆种子可获得高茎豌豆植株，实质是通过物理的方式诱导豌豆植株
发生基因突变，这属于诱变育种，A 正确；
B、让栽培稻获得抗稻瘟病性状的途径有杂交育种（让栽培稻与野生稻杂交）、基因工程育种（将抗稻瘟
病的基因导入栽培稻中）等，B 错误；
C、六倍体小麦与二倍体黑麦杂交获得的八倍体小黑麦属于多倍体育种，C 错误；
D、将二倍体棉植株的花药离体培养后，获得的植株均为单倍体，细胞内均含一个染色体组，需经低温或
秋水仙素处理后才可获得正常的二倍体棉植株，D 错误。
5．生物变异为人类生产实践提供了丰富的育种资源。下列关于生物变异与育种，说法正确的是（ ）
A．四分体中染色体的互换实现了染色体上等位基因的重新组合
B．通过射线诱变处理大肠杆菌可引发基因突变或染色体变异
C．秋水仙素在单倍体育种和多倍体育种过程中的作用机理和作用对象相同
D．育种可以培育出新品种，也可能得到新物种
【答案】D
【分析】生物的变异包括可遗传变异和不可遗传变异，可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变
异（染色体数目和结构的变异）及表观遗传。
【详解】A、四分体中非姐妹染色单体片段的互换实现了染色体上非等位基因的重新组合，A 错误；
B、大肠杆菌只有裸露的DNA 分子，没有染色体，故通过射线诱变处理大肠杆菌可引发基因突变，但不能
发生染色体变异，B 错误；
C、秋水仙素在单倍体育种中的作用对象是单倍体幼苗，在多倍体育种中的作用对象是萌发的种子或幼苗，
C 错误；
D、通过杂交育种等方式可培育出新品种，通过多倍体育种等方式也可得到新物种（如二倍体经秋水仙素
作用后获得四倍体等），D 正确。
6．图示普通韭菜（2m=16）的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系，科研人员利用其花药进行单倍体
育种。下列相关叙述错误的是（ ）
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A．花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性
B．单倍体育种就是要获得单倍体植株
C．镜检根尖分生区细胞的染色体，可鉴定出单倍体幼苗
D．秋水仙素处理单倍体幼苗，所得植株的细胞中染色体数不都是16
【答案】B
【分析】单倍体育种常用花药离体培养的方法获得单倍体植株，然后进过人工诱导使染色体数目加倍，重
新恢复到正常植株的染色体数目。单倍体育种与常规育种比较明显的优点是能够明显缩短育种年限。
【详解】A、题图可知，花粉细胞含有一个完整的染色体组，花药壁细胞含有2 个染色体组，都含有该生
物生长发育繁殖的全部遗传信息，均具有全能性，A 正确；
B、单倍体育种需要先利用花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素处理使染色体数目加倍获得纯合
的个体，B 错误；
C、单倍体幼苗细胞含有的染色体数目减半，因此可镜检根尖分生区细胞的染色体，鉴定出单倍体幼苗，C
正确；
D、秋水仙素处理单倍体幼苗，可能有些细胞染色体数目没有加倍，只含有8 条，D 正确。
7．我国科学家利用基因编辑技术敲除杂交水稻中的4 个基因，获得了可以发生无融合生殖（不发生雌雄配
子的细胞核融合，其中一方染色体退化消失）的水稻。该无融合生殖的原理过程如图所示，下列相关分析
正确的是（ ）
A．通过无融合生殖得到的子代水稻为单倍体，后续还需进行染色体组加倍
B．无融合生殖应用于水稻育种中可增加水稻种群的遗传多样性
C．利用基因编辑技术敲除水稻的4 个基因，属于基因突变中的缺失
D．敲除的4 个基因在正常减数分裂过程中的作用可能是使同源染色体分离
【答案】D
【分析】DNA 分子中发生碱基对的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变叫做基因突变。
【详解】A、通过无融合生殖得到的子代水稻为不是单倍体，后续不需进行染色体组加倍，A 错误；
B、无融合生殖得到的子代的遗传物质与亲本一致，未增加水稻的遗传多样性，B 错误；
C、基因突变不改变基因的数目，利用基因编辑技术敲除水稻中的4 个基因导致基因数目减少，不属于基
因突变中的碱基对缺失，C 错误；
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D、在正常减数分裂中，同源染色体分离，分别进入到不同的配子中，而敲除4 个相关基因后得到的配子
中仍存在同源染色体，由此可知这4 个基因的功能可能是使同源染色体分离，D 正确。
二、多选题
8．穿梭育种是近年来水稻、小麦等禾本科植物育种采用的新模式。农业科学家将一个地区的品种与国内
国际其他地区的品种进行杂交，然后通过在两个地区间不断地反复交替穿梭种植、选择、鉴定，最终选育
出多种抗病高产等优良特征的农作物新品种。下列关于穿梭育种的叙述正确的是（ ）
A．穿梭育种利用的主要原理是基因重组
B．穿梭育种充分地利用了禾本科植物的物种多样性
C．穿梭育种培育的新品种可适应两个地区的环境条件
D．自然选择的方向不同使各地区的水稻基因库存在差异
【答案】ACD
【分析】杂交育种：（1）概念：是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培
育，获得新品种的方法。（2）方法：杂交→自交→选优→自交。（3）原理：基因重组。通过基因重组产
生新的基因型，从而产生新的优良性状。（4）优缺点：方法简单，可预见强，但周期长。（5）实例：水
稻的育种。
【详解】A、根据题干信息“将一个地区的品种与国内国际其它地区的品种进行杂交”可知，穿梭育种利
用的主要原理是基因重组，A 正确；
B、穿梭育种充分地利用了禾本科植物的基因多样性，通过杂交增加了子代基因型的种类，不同物种之间
存在生殖隔离，不能杂交，B 错误；
C、穿梭育种培育新品种过程中不断的在两个地区反复交替，因而可适应两个地区的环境条件，C 正确；
D、两个地区的环境不同，导致自然选择的方向不同，使各地区的水稻基因库存在差异，D 正确。
9．家蚕（2n=56）的性别决定方式是ZW 型。若家蚕野生型和味盲型分别由Z 染色体上R、r 基因控制，
蚕卵颜色的紫灰和白色分别由10 号染色体上的B、b 基因控制。已知雄蚕的吐丝率更高，为了在家蚕还未
孵化时通过卵色判断蚕的性别，科研育种人员采用辐射的方法处理，获得了一只如图所示的味盲型紫灰卵
雌蚕（10 号染色体上基因用b0 表示）（注：仅有一个卵色基因的卵不能孵化成幼蚕）。以下说法错误的
是（ ）
A．该处理产生的变异属于染色体结构变异，诱变后得到的雌蚕染色体数目发生改变
B．用该突变体与隐性纯合子为亲本杂交，子代中味盲型白卵雄幼蚕的概率为1/3
C．用该突变体与味盲型白卵异性蚕杂交，选取白卵，淘汰紫灰卵
D．该突变体可以产生
、
、
三种类型的配子
【答案】AD
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【分析】染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异，其中结构变异又包括缺失(一条正常染色体断
裂后丢失某一片段引起的变异)、倒位(染色体中某一片段位置颠倒180°后重新结合到原部位引起的变异)、
易位(染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的变异)和重复(染色体增加某一片段引起的变异)。
【详解】A、由图可知，10 号染色体上B 基因易位到W 染色体，属于染色体结构变异，诱变后的雌蚕染
色体数目没有发生改变，A 错误；
B、 该突变体基因型为b0ZrWB，产生的配子种类以及比例为bZr：0Zr：bWB：0WB=1：1：1：1，隐性纯
合子基因型为bbZrZr（味盲型白卵雄蚕），产生配子的种类为bZr，仅有一个卵色基因的卵不能孵化成幼蚕，
则子代基因型及比例为bbZrZr：bbZrWB：b0ZrWB=1：1：1，其中味盲型白卵雄幼蚕(bbZrZr)的概率为1/3，
B 正确；
C、用该突变体与味盲型白卵异性蚕杂交，即b0ZrWB×bbZrZr，结合B 项可知，能够正常孵化为幼蚕的基因
型为bbZrZr、bbZrWB、b0ZrWB，味盲型白卵异性蚕产生配子的种类为bZr，且雄蚕的吐丝率更高，故突变
体所产生的能够正常孵化为幼蚕的卵只有：bZr，即应选取白卵，淘汰紫灰卵，C 正确；
D、结合B 项可知，该突变体可以产生 bZr、0Zr、bWB、0WB四种类型的配子，D 错误。
10．除草剂草甘膦可抑制植物体内某些酶的活性，干扰蛋白质合成使植物黄化死亡，野生型水稻（均为纯
合子）对草甘膦敏感。为快速培育抗除草剂的水稻品种，育种工作者利用如图所示方法开展育种研究，下
列说法错误的是（ ）
A．过程①的条件需先避光再照光，避光时培养基无须添加有机碳源
B．过程②用
射线照射单倍体幼苗，只能提高基因突变的突变频率
C．过程③用除草剂喷洒单倍体幼苗，可以诱导单倍体幼苗产生抗性突变
D．过程⑤是单倍体育种的一部分，培育出的植株是二倍体
【答案】ABC
【分析】单倍体育种：采用花药(花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数
目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。
【详解】 A、①是花药离体培养，需要对花药进行植物组织培养形成单倍体幼苗，进行组织培养时的脱分
化需要避光，且愈伤组织不能进行光合作用，因此培养基中还需要添加有机碳源，再分化时，幼苗可以进
行光合作用，需要照光，A 错误；
B、γ 射线照射单倍体幼苗，可能使幼苗发生基因突变和染色体变异，不仅能提高基因突变的突变频率，也
能提高染色体变异的频率，B 错误；
C、用除草剂喷洒单倍体幼苗，只能筛选抗除草剂的水稻幼苗，不能诱导幼苗产生抗性突变，C 错误；
D、单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个步骤，花药离体培养得到的是单倍体幼苗，秋水仙
素处理后使染色体加倍形成二倍体植株，D 正确。
11．如图是基因工程育种过程中剔除转基因植物标记基因的一种策略，下列叙述正确的是（ ）
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A．图中的两个质粒，都带有T-DNA 序列
B．该方法可以将标记基因和目的基因转移到同源染色体上
C．获得的无筛选标记转基因植株发生了染色体结构变异
D．除去转化植株的标记基因必须经过有性繁殖阶段的基因重组
【答案】ABD
【分析】农杆菌转化法是将目的基因导入植物细胞采用最多的方法。农杆菌是一种在土壤中生活的微生物，
能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，而对大多数单子叶植物没有感染能力。当植物体受到损伤时，
伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的Ti 质粒上的T-DNA
（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA 上。根据农杆菌的这种特点，
如果将目的基因插入到Ti 质粒的T-DNA 上，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，
并将其插入到植物细胞中染色体的DNA 上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
【详解】A、图中的两个质粒，均为农杆菌的Ti 质粒，都带有T-DNA 序列，A 正确；
B、T-DNA 序列可以将目的基因整合到宿主细胞的染色体上，对Ti 质粒进行改造，可以将标记基因和目的
基因转移到同源染色体上，B 正确；
C、经过自交过程，获得了无筛选标记转基因植株，过程中发生了基因重组（非同源染色体的自由组合），
C 错误；
D、结合图示可知，经过有性繁殖阶段的基因重组除去了转化植株的标记基因，D 正确。
三、非选择题
12．棉花雌雄同株，是一种重要的经济作物。棉纤维大多为白色，棉纤维白色（B）和红色（b）是一对相
对性状。回答下列问题：
(1)目前各种天然彩棉很受大众喜爱，科学家培育了其他色彩的棉花植株。首先得到深红棉（棉纤维深红色，
基因型为bb），再经 的方法处理，可得到单倍体植株，即为粉红棉（棉纤维粉红色）新品种。
(2)由于单倍体植株棉纤维少、产量低，育种专家对深红棉作了如图（Ⅰ和Ⅱ为染色体）所示的技术处理。
图中培育新品种的处理过程发生了染色体 变异。为确认上述处理是否成功，可以利用显微镜观察根
尖 区细胞分裂中期的染色体形态结构。
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(3)为探究染色体缺失是否会导致配子不育，科学家将上图中的抗旱粉红棉新品种（图中基因A、a 分别控
制抗旱与不抗旱性状）与不抗旱深红棉植株杂交，分析实验结果并得出结论： 。
(4)若实验结果证实染色体的片段缺失不影响配子的存活，则图中的抗旱粉红棉新品种自交产生的子代中，
抗旱粉红棉个体所占的比例是 。
【答案】(1)花药离体培养
(2) 结构 分生
(3)若后代的表型及比例为抗旱深红棉：抗旱粉红棉：不抗旱深红棉：不抗旱粉红棉
．
则配子可育；若后代的表型及比例为抗旱深红棉；不抗旱深红棉
，则配子不可育
(4)3/8
【分析】分析题意：基因A、a 分别控制抗旱与不抗旱性状，位于染色体Ⅰ上，与控制颜色的基因分别位
于不同的染色体上，遵循基因的自由组合定律。
【详解】（1）分析题意可知，深红棉是二倍体，可通过花药离体培养后染色体数目减半，再通过后续操
作的方法获得单倍体植株。
（2）根据题意和图示分析可知：经处理后粉红棉细胞Ⅱ染色体短缺，故发生了染色体结构变异；由于染
色体变异可通过显微镜观察，故可通过观察根尖分生区细胞有丝分裂中期的染色体形态结构变化来确认处
理是否成功。
（3）①基因A、a 分别控制抗旱与不抗旱性状，位于染色体Ⅰ上，与控制颜色的基因分别位于不同的染色
体上，遵循基因的自由组合定律。故如果抗旱粉红棉新品种与不抗旱深红棉植株测交，若配子可育：抗旱
粉红棉新品种其基因型可写成Aab0，其产生的配子有四种：A0、Ab、a0、ab，比例为1 1 1 1
∶∶∶，不抗旱深
红棉植株产生一种配子ab，测交后代就有四种表型，比例为抗旱深红棉：抗旱粉红棉：不抗旱深红棉：不
抗旱粉红棉=1 1 1 1
∶∶∶。
②若染色体缺失会导致配子不育，则抗旱粉红棉新品种只能产生2 种配子：Ab、ab，比例为1 1∶，不抗旱
深红棉植株产生一种配子ab，测交后代就有2 种表型，比例为抗旱深红棉：不抗旱深红棉=1 1∶。
（4）若经实验验证染色体的片段缺失不影响配子的存活，则图中的抗旱粉红棉新品种Aab0 自交产生的子
代中抗旱粉红棉占3/4A×1/2b0=3/8。
13．麻鸡（性别决定方式为ZW 型）的慢羽和快羽是一对相对性状，且慢羽（M）对快羽（m）为显性，
其中慢羽初生雏鸡的翅尖羽毛较短；快羽初生雏鸡的翅尖羽毛较长。麻鸡的育种过程及结果如图1 所示。
不考虑Z、W 染色体同源区段。
回答下列问题：
(1)正常情况下，母鸡减数分裂过程中含有2 条Z 染色体的细胞称为 。由图1 可知，
等位基因M/m 位于 染色体上，判断依据是 。
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(2)若要通过羽毛长短即可直接区分雏鸡的性别，从而达到多养母鸡、多得鸡蛋的育种目的，则设计的最佳
杂交组合方案为 （用基因型表示）。
(3)麻鸡羽毛黑色（A）对黄色（a）为显性，且这对等位基因位于常染色体上。为探究麻鸡出现黄羽的原因，
研究者对A 和a 基因位点进行PCR 扩增和电泳检测，并对其调控的下游基因相对表达量进行测定，如图2
所示。
据图2 可知，麻鸡出现黄羽的原因是A 基因发生碱基的 而突变为a 基因，从而导致
，最终使黑色素合成减少或无法合成。
(4)母鸡产蛋后由于某种原因，可能出现卵巢退化，精巢重新发育，出现公鸡性征并且产生正常精子。据此
推测，鸡群中黄色慢羽公鸡的基因型最多有 种。为确定一只黄色慢羽公鸡的基因型，研究人员将
该只黄色慢羽公鸡与多只杂合黑色快羽母鸡进行杂交，观察后代的表型及比例（已知基因型WW 致死）。
请完成下列部分预期结果及结论：
①若后代公鸡：母鸡=1：1，且无论公鸡还是母鸡都是黑色慢羽：黄色慢羽=1 1∶，则这只黄色慢羽公鸡的基
因型是 ；
②若后代公鸡：母鸡=1 2∶，且公鸡全表现为慢羽，母鸡中慢羽：快羽=1 1∶，则这只黄色慢羽公鸡的基因型
是 。
【答案】(1) 次级卵母细胞（或第一极体） Z F1的表型和性别相关联
(2)ZmZm×ZMW
(3) 增添 a 基因调控的下游基因相对表达量降低
(4) 3
aaZ
①
MZM
aaZ
②
MW
【分析】家鸡的性别决定方式为ZW 型，雄性是ZZ，雌性是ZW，快羽公鸡与慢羽母鸡杂交，子一代的公
鸡均为慢羽，母鸡均为快羽，体现了性别差异，说明控制快羽和慢羽的基因位于Z 染色体上。
【详解】（1）麻鸡的性别决定为ZW 型，其中母鸡的性染色体组成为ZW。母鸡减数分裂过程中只有减数
第二次分裂后、末期由于着丝粒断裂后，姐妹染色单体分离才会出现2 条Z 染色体，此时的细胞称为次级
卵母细胞或第一极体。不考虑Z、W 染色体同源区段，根据亲本杂交得到的F1中慢羽都是雄性、快羽都是
雌性，即F1的表型和性别相关联，可判断等位基因（M/m）位于Z 染色体上。
（2）雄性鸡性染色体组成是ZZ，雌性是ZW，若要通过羽毛长短即可直接区分雏鸡的性别，设计的最佳
杂交组合方案ZmZm×ZMW，其子代的基因型是ZMZm和ZmW，即子代公鸡全表现为慢羽，母鸡全表现为快
羽，通过初生雏鸡的翅尖羽毛长短即可直接区分雏鸡的性别，从而达到多养母鸡、多得鸡蛋的育种目的。
（3）根据电泳结果可知，A 基因长度为1200bp、a 基因长度为7800bp，可以推知A 基因发生碱基的增添
而突变为a 基因；根据题图可知，A 基因突变成a 基因时，a 基因调控的下游基因相对表达量降低，最终使
黑色素合成减少或无法合成。
（4）据题意可知，鸡群中黄色慢羽公鸡的基因型种类最多，有3 种，其中正常的黄色慢羽公鸡有2 种基因
型（aaZMZM、aaZMZm），性反转的黄色慢羽公鸡有1 种基因型（aaZMW）。研究人员将该只黄色慢羽公鸡
与多只杂合黑色快羽母鸡（AaZmW）进行杂交：①由于后代公鸡∶母鸡=1 1∶，而基因型WW 的致死，所以
这只黄色慢羽公鸡的基因型是aaZMZM或aaZMZm。若这只黄色慢羽公鸡的基因型是aaZMZM，则
AaZmW×aaZMZM→AaZMZm、aaZMZm、AaZMW、aaZMW，符合实验的后代表型及比例；若这只黄色慢羽公
鸡的基因型是aaZMZm，则AaZmW×aaZMZm→AaZMZm、aaZmZm、AaZMW、aaZmW、AaZmZm、AaZmW、
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aaZmZm、aaZMW，不符合实验的后代表型及比例，故这只黄色慢羽公鸡的基因型是aaZMZM。
②由于后代公鸡∶母鸡=1 2∶，基因型WW 致死，所以这只黄色慢羽公鸡的基因型是aaZMW，则
AaZmW×aaZMW→AaZMZm、aaZMZm、AaZmW、aaZmW、AaZmW、aaZMW、AaWW（死亡）、aaWW（死
亡），符合实验的后代表型及比例，故这只黄色慢羽公鸡的基因型是aaZMW。
14．通过从自然界中筛选、基因工程育种等方法可获得不同类型和性能的酵母菌。回答下列问题：
(1)酿酒酵母菌种的性能是决定果酒品质的重要因素。利用选择培养基筛选高耐酸、高耐糖的酵母菌时，培
养基的pH 应呈 ，同时培养基中应添加 。
(2)通过基因工程可培育乳酸乙酯（白酒香味的主要来源）高产酵母菌。利用同源重组技术在重组酶的作用
下将酿酒酵母质粒上的丙酮酸脱氢酶基因（PD）直接替换为植物乳杆菌中的乳酸脱氢酶基因（L-PG）。
重组酶可催化PCR 产物直接进行重组连接，不需要酶切产生黏性末端。酵母菌质粒与目的基因L-PG 连接
过程如图1（Amp"表示氨苄青霉素抗性基因），L-PG 基因结构及相关引物如图2。
①图1 中L-PG 与PD 发生同源重组的前提条件是 。若要获得如图2 所示的含PA 和PB 片段的L-PG
基因并进行PCR 扩增，则最好选择图2 中的引物 。与传统双酶切法构建基因表达载体相比，利用同
源重组技术构建基因表达载体的优点是 （答出1 点）。
Amp
②
R可作为 用于酵母菌的筛选。
③请设计实验证明转L-PG 基因酵母菌获得了产乳酸乙酯的能力。写出简要的实验思路： 。
【答案】(1) 酸性 高浓度糖
(2) L-PC 与PD 具有同源序列 1 和4 不需要酶切，操作简便 标记基因 将转L-PG
基因酵母菌和未转基因酵母菌分别接种到相同的培养液中培养，在相同条件下培养一段时间后，检测培养
液中乳酸乙酯的含量
【分析】1、基因工程的操作步骤：目的基因的获取、基因表达载体的构建、目的基因导入受体细胞、目
的基因的检测与鉴定。
2、PCR 技术扩增目的基因（1）原理：DNA 双链复制（2）过程：第一步：加热至90～95℃使DNA 解链；
第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA 链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA 聚合酶从
引物起始互补链的合成。
【详解】（1）酿酒酵母菌种的性能是决定果酒品质的重要因素。利用选择培养基筛选高耐酸、高耐糖的
酵母菌时，培养基的pH 应呈酸性，同时培养基中应添加高浓度糖。
（2）①图1 中L-PG 与PD 发生同源重组的前提条件是 L-PG 与PD 具有同源序列。若要获得如图2 所示的
含PA 和PB 片段的L-PG 基因并进行PCR 扩增，则最好选择图2 中的引物引物1 和引物4，可以将PA 和
PB 片段一起扩增。与传统双酶切法构建基因表达载体相比，利用同源重组技术构建基因表达载体的优点
是不需要酶切，操作简便。
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AmpR
②
可作为标记基因用于酵母菌的筛选。
③实验目的证明转L-PG 基因酵母菌获得了产乳酸乙酯的能力，自变量是转L-PG 基因酵母菌和普通酵母菌，
因变量是乳酸乙酯的产量，简要的实验思路如下：将转L-PG 基因酵母菌和未转基因酵母菌分别接种到相
同的培养液中培养，在相同条件下培养一段时间后，检测培养液中乳酸乙酯的含量。若转基因酵母菌培养
液中乳酸乙酯含量显著高于未转基因酵母菌，则证明转L-PG 基因酵母菌获得了产乳酸乙酯的能力。
15．雄性不育植株可简化育种流程，是杂交育种的重要材料。研究发现利用油菜纯合的雄性不育植株甲做
母本与野生型杂交，后代均可育，但总会出现部分白化幼苗长到成体死亡。为研究相关机制，提高育种效
率，科研人员进行了相关实验。
(1)植株甲中存在雄性不育基因A'，导致雄蕊不能发育。实验发现甲与油菜品系丙杂交，后代均可育，且不
出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1与甲、丙杂交得到的F1杂交，发现子代中雄性可
育幼苗占比为 ，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性
状得以恢复，且两基因位于非同源染色体上。
(2)为研究A'、B 基因与白化性状的关系，科研人员进行如下实验。
①从油菜中分离A'、B 基因，将A'基因导入拟南芥（拟南芥不含与A'、B 同源的基因），筛选得到至少插
入一个外源基因的转基因植株TA 群体。将B 基因转入拟南芥，经筛选获得纯合子TB．设计杂交实验，检
测存活F1的基因组成，杂交组合及结果如下表。
组
号
杂交组合
存活的F1
成体总数
含A’成体数
不含A’成体数
一
♀TA 群体×♂野生型
630
95
535
二
♀TA 群体×♂TB
607
415
192
据实验结果推测，A'基因引起部分子代死亡，B 基因可抑制A'基因的作用，依据是 。二组F1中含
有A'的植株比例超过1/2 的原因 。
②植物中核蛋白N 与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N 形成复合体。科研
人员推测，基因Ｂ通过抑制A'基因的表达而解除A'对N 的影响。为证明该推测，请完成下列实验设计。
实验材料
操作
观察指标
野生型拟南
芥
导入A’基因
叶绿体发育情况
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
a、导入A'基因 b、导入B 基因 c、导入A'、B 基因 d、野生型拟南芥 e、N 缺失突变拟南芥
Ⅰ~Ⅳ应依次填写 （填写选项前字母）
【答案】(1)7/8
(2) 第一组F1 含有A'的成体数小于不含A'基因的成体数，第二组中含有A'的成体数比例高于第一组
TA 群体中存在插入多个A'基因的个体，产生含有A'的配子比例大于1/2 c、e、a、c
【分析】自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的; 在形成配子时，决定同一
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性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。
【详解】（1）植株甲中存在雄性不育基因A'，甲的基因型可表示为A'A'bb。实验发现甲与油菜品系丙
（AABB）杂交，后代均可育，且不出现白化现象。科研人员将甲与野生型杂交所得存活的F1(A'Abb)与甲、
丙杂交得到的F1(A'ABb)杂交，发现子代中雄性不育且白化幼苗所占的比例为1/4×1/2=1/8，则雄性可育幼
苗占比7/8，进而推测丙产生了新的显性突变基因（记作B），使雄性不育基因A'导致的不育性状得以恢
复，且两基因位于非同源染色体上。
（2） ①实验结果显示，杂交组合一产生的F1中，含有A'基因的个体只有95 个个体存活，而不含A'基因
的个体有535 个个体存活，此时含A'基因的成活率约为1/6，说明A'基因的存在导致成活率下降，同时杂
交组合二中，含有A'基因同时含有基因B 的个体数目为415，而含有A'基因不含B 基因的个体数目为
192，说明B 基因可抑制A'基因的作用。二组F1中含有A'的植株比例超过1/2 的原因可能是TA 群体中存在
插入多个A'基因的个体，产生含有A’的配子比例大于1/2。
②植物中核蛋白N 与叶绿体发育有关。新的研究发现，基因A'的表达产物可与核蛋白N 形成复合体。本实
验的目的是验证基因B 通过抑制A'基因的表达而解除A'对N 的影响，因此实验的自变量为导入基因的种类，
因变量是叶绿体的发育情况，因此实验表格中依次导入的基因应该为Ⅰ、c 导入A'、B 基因；Ⅱ中的材料
为N 缺失突变拟南芥；Ⅲ、a 导入A'基因；Ⅳ、 c、导入A'、B 基因。
16．如图表示某植物的多种育种流程，请回答下列有关问题：
(1)图1 中，子代Ⅱ和子代Ⅲ育种原理 （填“相同”或“不相同”）。
(2)图1 中，采用杂交育种选育能稳定遗传的显性性状个体时，需 ，子代Ⅴ有可能发生 （变异
类型）。
(3)图2 中，利用PCR 技术扩增目的基因前，需先获得供体细胞的 。为了便于扩增的DNA 片段与表
达载体连接，需在引物的
端加上限制酶切割位点且常在两条引物上设计加入不同的限制酶切割位点，主
要目的是 。
(4)用PCR 扩增下图中的DNA 片段：
供选择的引物有：①
②
③
④
共四种，应选择______（填字母）。
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A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
(5)为了扩增图2 中的Ⅱ，一般先用 处理大肠杆菌，使之处于一种能吸收周围环境中的DNA 分子的
状态。
(6)图2 中，⑥可与 结合，同时合成多条肽链。
【答案】(1)相同
(2) 自交多代 基因突变（和染色体变异）
(3) DNA 使DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连
(4)D
(5)Ca2+（或CaCl2)
(6)多个核糖体
【分析】五种育种方法比较：
1、杂交育种原理：基因重组（通过基因分离、自由组合或连锁交换，分离出优良性状或使各种优良性状
集中在一起）；
2、诱变育种原理：基因突变。方法：用物理因素（如X 射线、γ 射线、紫外线、激光等）或化学因素（如
亚硝酸、硫酸二乙脂等）来处理生物，使其在细胞分裂间期DNA 复制时发生差错，从而引起基因突变，
举例：太空育种、青霉素高产菌株的获得；
3、单倍体育种原理：染色体变异．方法与优点：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目
加倍，优点 明显缩短育种年限，原因是纯合体自交后代不发生性状分离；
4、多倍体育种原理：染色体变异。方法：最常用的是利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。如八倍体小
黑麦的获得和无子西瓜的培育成功都是多倍体育种取得的成就；
5、基因工程育种原理：DNA 重组技术（属于基因重组范畴）。方法：按照人们的意愿，把一种生物的个
别基因复制出来，加以修饰改造，放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。操作步骤包括：
提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与表达等。举例：能
分泌人类胰岛素的大肠杆菌菌株的获得，抗虫棉，转基因动物等。
【详解】（1）子代Ⅱ为基因工程育种、子代Ⅲ为杂交育种，选育的原理都为基因重组，即子代Ⅱ和子代
Ⅲ育种原理相同；
（2）子代Ⅲ的选育过程为杂交育种，如果需要显性纯合体，则一定要自交选育多代；子代Ⅴ的选育过程
需要用物理因素、化学因素等来处理生物，所以可能发生基因突变和染色体变异；
（3）PCR 扩增DNA 必须有目的基因，也就是先要获得供体细胞的基因组DNA。在引物的5'端加上限制性
酶切位点，是为了便于扩增的DNA 片段与表达载体连接，常在两条引物上设计加入不同的限制性酶切位
点，目的是使DNA 片段能定向插入表达载体，减少自连；
（4）在PCR 扩增DNA 片段时，DNA 的合成方向是从子链的5'端至3'端延伸，引物的碱基序列应与每条
模板链5'端的一段核苷酸链的碱基序列相同。题干中5'端的碱基序列是5'-GACCTGTGGAAGC-3'和5'-
CAATCCCGTATG-3'，而引物①5'-GACCTGTGGAAGC-3'与其中一条模板链5'端序列相同，引物④5'-
CAATCCCGTATG-3'与另一条模板链5'端序列相同，所以①④可作为引物，D 正确，ABC 错误。
故选D。
（5）为了扩增重组质粒，需将其转入经Ca2+（CaCl2）处理大肠杆菌，使之处于一种能吸收周围环境中的
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DNA 分子的状态，即使它成为感受态的大肠杆菌；
（6）⑥为mRNA，一条mRNA 结合多个核糖体，能同时合成多条肽链。
17．真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，且不具备组织特异性，其单独存在时不足以启动基因的表
达。增强子位于基因上游或下游，与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达，
其作用机制如图1 所示。
(1)基因表达载体中的启动子包含增强子和基本启动子。一般来说，增强子 （填“具备”或“不具
备”）组织特异性。构建基因表达载体时，需要PCR 扩增特定增强子片段，反应体系中应添加引物，其作
用是 ；限制酶的识别序列添加在引物的 端。
(2)研究人员尝试通过基因编辑技术有针对性地将增强子插入内源基因的启动子区域，实现直接增强内源基
因转录的“原位激活”，增强子的插入 （填“会”或“不会”）引起内源基因表达的蛋白质氨基酸
序列改变，原因是 。通过检测 的含量可以从分子水平上鉴定增强子是否导入成功。
(3)我国科学家将筛选得到的增强子靶向插入到水稻基因启动子中，通过一次敲入，实现多个基因的同时激
活。由此可知，增强子与基本启动子的数量对应关系是 ；如若通过添加荧光蛋白基因来报告增强子
是否插入成功，请在答题卡方框内绘图表示所需基因表达载体的结构组成，并标出各部分名称。
(4)适合精确敲入的增强子的短缺限制了其在植物育种中的应用。为解决此问题，研究者构建了由基本启动
子和报告基因组成的“增强子捕获载体”（如图2 所示），捕获载体可随机插入受体细胞的基因组。将
“增强子捕获载体”导入受体细胞可以定位、筛选出所需的增强子，原理是 。
【答案】(1) 具备 使DNA 聚合酶能够从引物的3'开始连接脱氧核苷酸（子链的延伸） 5'
(2) 不会 插入位点在启动子，启动子不编码mRNA，不会改变相应蛋白质的氨基酸序列 内
源基因转录产生的mRNA 或内源基因表达的蛋白质
(3) 一个增强子可以作用于多个基本启动子
(4)捕获载体随机插入受体基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达，
据此即可定位、筛选出具有组织特异性的增强子
【分析】基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR 技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标
记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。
（4）目的基因的检测与鉴定。
【详解】（1）根据文本“增强子位于基因上游或下游，与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基
因在特定组织中表达”可知，增强子具备组织特异性。PCR 扩增特定增强子片段时，引物的作用是使
DNA 聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，从而引导子链合成，限制酶的识别序列添加在引物的
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5'端，以便在PCR 扩增后，通过限制酶切割获得所需的黏性末端或平末端，用于后续的基因连接等操作。
（2）增强子的插入不会引起内源基因表达的蛋白质氨基酸序列改变，原因是插入位点在启动子，启动子
不编码mRNA，不会改变相应蛋白质的氨基酸序列，所以不会影响转录后的翻译过程，也就不会改变蛋白
质的氨基酸序列。 通过检测内源基因转录产生的mRNA 或内源基因表达的蛋白质的含量可以从分子水平
上鉴定增强子是否导入成功。
（3）我国科学家将筛选得到的增强子靶向插入到水稻基因启动子中，通过一次敲入，实现多个基因的同
时激活，由此可知，增强子与基本启动子的数量对应关系是一个增强子可以作用于多个基本启动子。基因
表达载体的结构组成包含启动子（包含增强子和基本启动子）、荧光蛋白基因（报告基因）、终止子等，
各部分按顺序依次连接，如图所示
。
（4）将“增强子捕获载体”导入受体细胞可以定位、筛选出所需的增强子，原理是当捕获载体随机插入
受体细胞的基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则增强子会激活基本启动子，从而驱动报
告基因的表达，通过检测报告基因的表达情况（如是否有荧光等），就可以确定插入位点附近是否有增强
子，据此即可定位、筛选出具有组织特异性的增强子。
18．普通小麦（6n=42，AABBDD，一个字母代表一个染色体组，每个染色体组都含7 条染色体）是异源
六倍体粮食作物。小麦具有三对与直链淀粉合成有关的基因E/e、F/f、H/h，它们依次位于7A、4A、7D
（数字代表染色体的编号）染色体上，当没有显性基因时才表现为糯性。小麦是否具有抗锈病由Y/y 基因
控制。现有一种非糯性抗锈病纯系小麦和糯性易感锈病纯系小麦杂交得F1，F1自交得F2，F2的表型及比例
如图所示。请回答下列问题。
(1)小麦进行人工杂交时，对母本的操作步骤是 →套袋→授粉→ 。
(2)根据实验结果不能确定基因Y、y 是否位于7A 染色体上，因为当亲本基因型为 时，不管Y、y
是否位于7A 染色体上，都可能出现图示结果。
(3)进一步研究表明Y、y 位于4D 染色体上，则自然界中非糯性抗锈病小麦的基因型有 种。该实验中，
F2非糯性抗锈病小麦中的纯合子占 ；F2中非糯性易感锈病小麦与糯性抗锈病小麦杂交，子代中
糯性抗锈病小麦占 。
(4)六倍体小黑麦（6n=42，AABBRR）具有高千粒重、粒长等优良性状。为将六倍体小黑麦的优良性状基
因转入普通小麦，科研人员进行了如下实验。（注：减数分裂Ⅰ后期不能配对的染色体会随机移向两极）
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F
①
1含有 个染色组，F1产生的 （雌、雄）配子是不育的。
F
②
2的染色体数理论上介于 之间。对M 进行核型分析，其染色体数为44，R 中只含有2R、4R、6R
染色体。F1中含2R、4R、6R 染色体的植株占比如下表，结果表明不同R 染色体的传递效率由高到低依次
是 。
小黑麦R 染
色体
比
例/%
2R
22.12
4R
33.65
6R
39.42
③以F1中具有优良性状的个体为材料，培育性状优良且能稳定遗传的新品种，请简要提出育种方案 。
【答案】(1) 去雄 套袋
(2)YYeeFFHH、yyeeffhh
(3) 52 1/15 2/15
(4) 6 雄 35~49 6R、4R、2R 利用F3中具有优良性状的个体连续自交并逐代筛选
【分析】基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；
在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
【详解】（1）小麦进行人工杂交时，对母本的操作步骤是：去雄→套袋→授粉→套袋。去雄是为了防止
自花授粉，套袋是为了避免外来花粉的干扰，保证杂交的准确性；
（2）已知小麦具有三对与直链淀粉合成有关的基因E/e、F/f、H/h，它们依次位于7A、4A、7D 染色体上，
当没有显性基因时才表现为糯性，小麦是否具有抗锈病由Y、y 基因控制。现有一种非糯性抗锈病纯系、
小麦和糯性易感锈病纯系小麦杂交得F1，F1自交得F2，F2的表型及比例为非糯性抗锈病：非糯性易感病：
糯性抗锈病：糯性易感病 = 45/64：15/64：3/64：1/64。将两对性状分开看，非糯性：糯性 = (45 + 15)：(3
+ 1) = 60：4 = 15：1，这是9:3:3:1 的变形，说明控制糯性和非糯性的基因位于两对同源染色体上，且非糯
性为显性，基因型为E_F_H_、E_F_hh、E_ffH_、eeF_H_、E_ffhh、eeF_hh、eeffH_，糯性基因型为
eeffhh；抗锈病：易感病 = (45 + 3)：(15 + 1) = 48：16 = 3：1，说明抗锈病为显性，易感病为隐性。当亲
本基因型为EEFFHHYY 和eeffhhyy 时，F1基因型为EeFfHhYy，若Y、y 与E、e 位于不同对染色体上，F2
中抗锈病（Y_）：易感病（yy） = 3：1，非糯性（E_F_H_、E_F_hh、E_ffH_、eeF_H_、E_ffhh、
eeF_hh、eeffH_）：糯性（eeffhh） = 15：1，所以非糯性抗锈病：非糯性易感病：糯性抗锈病：糯性易感
病 = (15×3)：(15×1)：(1×3)：(1×1) = 45：15：3：1；若Y、y 与E、e 位于同一对染色体上（假设E 和Y
连锁，e 和y 连锁），F1产生的配子为EFHY、EFhy、efhY、efhy，比例为1：1：1：1，F2中也会出现非糯
性抗锈病：非糯性易感病：糯性抗锈病：糯性易感病 = 45：15：3：1 的比例，所以不管Y、y 是否位于
7A 染色体上，都可能出现图示结果；
（3）进一步研究表明Y、y 位于4D 染色体上，非糯性基因型类型有E_F_H_、E_F_hh、E_ffH_、
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eeF_H_、E_ffhh、eeF_hh、eeffH_，共有2×2×2+2×2×1+2×1×2+1×2×2+2×1×1+2×1×1+2×1×1=26 种(27-
1=26)；抗锈病基因型有2 种（YY、Yy），所以自然界中非糯性抗锈病小麦的基因型有26×2 = 52 种。根
据题干信息可知，F2表型总数为64，所以F1有三对等位基因自交，其中抗锈病占了一对，所以糯性和非糯
性只有两对等位基因，E/e、F/f、H/h 三对控制基因中有一对为隐性纯合子，才符合题意，故纯合子应为：
抗锈病中纯合子占1/3×非糯性中纯合子占3/15=1/15 。
F2中非糯性易感锈病小麦（1EEFFhhyy、2EeFFhhyy、2EEFf hhyy、4EeFf hhyy、1EEff hhyy、2Eeff hhyy、
1eeFF hhyy、2eeFf hhyy）与糯性抗锈病小麦（1eeffhhYY、2eeffhhYy）杂交，只有4/15EeFf hhyy、
2/15Eeff hhyy、2/15eeFf hhyy 的中非糯性易感锈病小麦与与糯性抗锈病小麦（1eeffHHYy、2eeffHhYy）杂
交子代中才会出现糯性抗锈病小麦，按照配子算法：3/15×2/3=2/15。
（4）①普通小麦是六倍体（6n = 42，AABBDD），六倍体小黑麦（6n = 42，AABBRR），二者杂交，F1
为AABBRD，含有普通小麦的3 个染色体组和六倍体小黑麦的3 个染色体组，所以F1含有6 个染色体组；
由实验可知，F1自交无子代，而F1与普通小麦（♂）杂交产生子代F2，说明F1产生的雌配子是可育的，因
此F1产生的雄配子是不育的；
②普通小麦（AABBDD）产生的配子为ABD，F1（AABBRD）产生的配子可能有AB、ABR、ABD、
ABRD，因此F2可能为AABBD、AABBRD、AABBDD、AABBRDD，一个字母代表一个染色体组，每个
染色体组都含7 条染色体，因此F2的染色体数理论上介于35～49 之间；从表格数据可知，F1中含6R 染色
体的植株占比最高，含4R 染色体的植株占比次之，含2R 染色体的植株占比最低，所以不同R 染色体的传
递效率由高到低依次是6R、4R、2R；
③对于培育性状优良且能稳定遗传的新品种的育种方案，可以让具有优良性状的M 个体自交，从F3中筛
选出具有优良性状的个体，让这些具有优良性状的个体连续自交并逐代筛选，直至不发生性状分离，即可
获得性状优良且能稳定遗传的新品种。
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