题目

番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉。 M 、 m 基因位于 2 号染色体上，基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为 MM 、 Mm 的植株表现为大花、可育。 R 、 r 基因位于 5 号染色体上，基因型为 RR 、 Rr 、 rr 的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中， H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（ NAM ）后含 H 基因的雄配子死亡。不考虑基因突变和交叉互换。 （ 1 ）基因型为 Mm 的植株连续自交两代， F 2 中雄性不育植株所占的比例为 ____________ 。雄性不育植株与野生型植株杂交所得可育晚熟红果杂交种的基因型为 ________ ，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，则 F 2 中可育晚熟红果植株所占比例为 ____________ 。 （ 2 ）已知 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞并获得转基因植株甲和乙，植株甲和乙分别与雄性不育植株杂交，在形成配子时喷施 NAM ， F 1 均表现为雄性不育。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，则以上所得 F 1 的体细胞中含有 ________ 个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1 个 H 基因，则 H 基因插入了 ________ 所在的染色体上。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是 ________ ，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施 NAM ，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为 ____________ 。 （ 3 ）若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因，在不喷施 NAM 的情况下，利用植株甲及非转基因植株通过一次杂交即可选育出与植株甲基因型相同的植株。请写出选育方案 ______________ 。 答案： 1/6     MmRr    5/12    0    M 基因    必须有 1 个 H 基因位于 M 所在染色体上，且 2 条同源染色体上不能同时存在 H 基因 1/2 n 以雄性不育植株为母本、植体甲为父本进行杂交，子代中大花植株即为所需植株（或：利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株 ) 【分析】 分析题干信息：番茄是雌雄同花植物，可自花受粉也可异花受粉，即可自交亦可杂交。 M 、 m 基因位于 2 号染色体上，基因型为 mm 的植株只产生可育雌配子，表现为小花、雄性不育。基因型为 MM 、 Mm 的植株表现为大花、可育。 R 、 r 基因位于 5 号染色体上，基因型为 RR 、 Rr 、 rr 的植株表现型分别为：正常成熟红果、晚熟红果、晚熟黄果，可知基因 M 、 m 和 R 、 r 位于非同源染色体上，遵循自由组合定律。细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中， H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（ NAM ）后含 H 基因的雄配子死亡。 【详解】 （ 1 ）基因型为 Mm 的植株自交， F 1 中 MM∶Mm∶mm=1∶2∶1 ，其中 MM 、 Mm 的植株表现为大花、可育， mm 的植株只产生可育雌配子，故只有 1/3 MM 和 2/3Mm 能够自交，则 F 2 中雄性不育植株 mm 所占的比例为 2/3×1/4=1/6 。雄性不育植株 mm 与野生型植株杂交所得可育（ Mm ）晚熟红果（ Rr ）杂交种的基因型为 MmRr ，以该杂交种为亲本连续种植，若每代均随机受粉，即自由交配，两对等位基因自由组合，产生的配子有 MR 、 Mr 、 mR 、 mr ，比例为 1∶1∶1∶1 ，则 F 1 中有 9 种基因型，分别为： 1MMRR 、 2MMRr 、 1MMrr 、 2MmRR 、 4MmRr 、 2Mmrr 、 1mmRR 、 2mmRr 、 1mmrr ，雌配子种类及比例为： MR∶Mr∶mR∶mr=1∶1∶1∶1 ，，雄配子种类及比例为： MR∶Mr∶mR∶mr=2∶2∶1∶1 ，则 F 2 中可育晚熟红果植株（基因型为 M -- Rr ）所占比例为 1/4×3/6+1/4×3/6+1/4×2/6+1/4×2/6= 10/24 ，即 5/12 。 （ 2 ）已知细菌中的 H 基因控制某种酶的合成，导入 H 基因的转基因番茄植株中， H 基因只在雄配子中表达，喷施萘乙酰胺（ NAM ）后含 H 基因的雄配子死亡。 H 基因在每条染色体上最多插入 1 个且不影响其他基因。将 H 基因导入基因型为 Mm 的细胞，并获得转基因植株甲和乙，则 H 基因的可能位置有：插入了 M 基因所在的染色体上、插入了 m 基因所在的染色体上、插入了 2 号染色体以外的染色体上，植株甲和乙分别与雄性不育植株 mm 杂交，在形成配子时喷施 NAM ，则含 H 基因的雄配子死亡， F 1 均表现为雄性不育 mm ，说明含有 M 基因的雄配子死亡，即有 H 基因插入了 M 基因所在的染色体上。若植株甲和乙的体细胞中含 1 个或多个 H 基因，以上所得 F 1 均表现为雄性不育，说明 F 1 的体细胞中含有 0 个 H 基因。若植株甲的体细胞中仅含 1 个 H 基因，则 H 基因插入了 M 基因所在的染色体上，即 H 与 M 基因连锁。若植株乙的体细胞中含 n 个 H 基因，则 H 基因在染色体上的分布必须满足的条件是必须有 1 个 H 基因位于 M 所在染色体上，且 2 条同源染色体上不能同时存在 H 基因，植株乙与雄性不育植株杂交，若不喷施 NAM ，则子一代中不含 H 基因的雄性不育植株所占比例为 1/2 n 。 （ 3 ）若植株甲的细胞中仅含一个 H 基因，且 H 基因插入了 M 基因所在的染色体上，在不喷施 NAM 的情况下，以雄性不育植株 mm 为母本、植体甲 HMm 为父本进行杂交，雌配子种类为 m ，雄配子为 HM 、 m ，则子代中大花植株（基因型为 HMm ）即为与植株甲基因型相同的植株（或：利用雄性不育株与植株甲杂交，子代中大花植株即为所需植株 ) 。 【点睛】 本题考查基因自由组合定律的相关知识，意在考查考生运用所学知识解决实际问题的能力，难度较大。

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