《2025年优化探究高中生物》

(2020·北京卷,20)遗传组成不同的两个亲本杂交所产生的杂种一代,产量等多个性状常优于双亲，这种现象称为杂种优势。获得具有杂种优势的杂合种子是提高水稻产量的重要途径。
(1)中国是最早种植水稻的国家，已有七千年以上历史。我国南方主要种植籼稻，北方主要种植粳稻。籼稻和粳稻是由共同的祖先在不同生态环境中,经过长期的____________,进化形成的。
(2)将多个不同的籼稻、粳稻品种间进行两两杂交，获得三种类型F1(分别表示为籼—籼,籼—粳,粳—粳)。统计F1的小花数、干重等性状的平均优势(数值越大,杂种优势越明显),结果如图1,可知籼—粳具有更强的杂种优势，说明两个杂交亲本的______差异越大,以上性状的杂种优势越明显。

(3)尽管籼—粳具有更强的杂种优势,但由于部分配子不育，导致结实率低，从而制约籼—粳杂种优势的应用。研究发现，这种不育机制与位于非同源染色体上的两对基因(A1、A2和B1、B2)有关。通常情况下,籼稻的基因型为A1A1B1B1,粳稻为A2A2B2B2。A1A2杂合子所产生的含A2的雌配子不育;B1B2杂合子所产生的含B2的雄配子不育。
①根据上述机制,补充籼稻×粳稻产生F1及F1自交获得F2的示意图,用以解释F1结实率低的原因。
②为克服籼—粳杂种部分不育,研究者通过杂交、连续多代回交和筛选,培育出育性正常的籼—粳杂交种,过程如图2。通过图中虚线框内的连续多代回交,得到基因型A1A1B1B1的粳稻。若籼稻作为连续回交的亲本,则不能得到基因型A2A2B2B2的籼稻,原因是F1(A1A2B1B2)产生基因型为______的配子不育。

③在产量低的甲品系水稻中发现了A、B基因的等位基因A3、B3(广亲和基因),含有广亲和基因的杂合子,雌雄配子均可育。请写出利用甲品系培育出育性正常的籼—粳杂交稻的流程。(用文字或图示作答均可)

答案：
答案:
(1)自然选择　
(2)遗传组成

(3)①
P： 籼稻 × 粳稻
$A_{1}A_{1}B_{1}B_{1}$ $A_{2}A_{2}B_{2}B_{2}$
$F_{1}$： $A_{1}A_{2}B_{1}B_{2}$
|雌配子\雄配子|$A_{1}B_{1}$|$A_{1}B_{2}$|$A_{2}B_{1}$（不育）|$A_{2}B_{2}$（不育）|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|$A_{1}B_{1}$|$A_{1}A_{1}B_{1}B_{1}$|$A_{1}A_{1}B_{1}B_{2}$|×|×|
|$A_{2}B_{1}$|$A_{1}A_{2}B_{1}B_{1}$|$A_{1}A_{2}B_{1}B_{2}$|×|×|
|$A_{1}B_{2}$（不育）|×|×|×|×|
|$A_{2}B_{2}$（不育）|×|×|×|×|
②$A_{2}B_{2}$ ③让甲品系（$A_{3}A_{3}B_{3}B_{3}$）×籼稻（$A_{1}A_{1}B_{1}B_{1}$）以及甲品系（$A_{3}A_{3}B_{3}B_{3}$）×粳稻（$A_{2}A_{2}B_{2}B_{2}$），得到的$F_{1}$再杂交，即$A_{1}A_{3}B_{1}B_{3}$×$A_{2}A_{3}B_{2}B_{3}$，筛选出适合的育性正常的籼—粳杂交稻。
解析:
(1)籼稻和粳稻是由共同的祖先在不同生态环境中，经过长期的自然选择进化形成的。
(2)由图1可知,籼—粳具有更强的杂种优势,说明两个杂交亲本的遗传组成差异越大，题述性状的杂种优势越明显。
(3)①籼稻基因型为$A_{1}A_{1}B_{1}B_{1}$，粳稻基因型为$A_{2}A_{2}B_{2}B_{2}$，两者杂交得到$F_{1}$，$F_{1}$自交产生$F_{2}$的遗传图解见答案。
②由题可知,不能得到基因型$A_{2}A_{2}B_{2}B_{2}$的籼稻,原因是$F_{1}$（$A_{1}A_{2}B_{1}B_{2}$）产生基因型为$A_{2}B_{2}$的配子不育。
③让甲品系（$A_{3}A_{3}B_{3}B_{3}$）×籼稻（$A_{1}A_{1}B_{1}B_{1}$）以及甲品系（$A_{3}A_{3}B_{3}B_{3}$）×粳稻（$A_{2}A_{2}B_{2}B_{2}$），得到的$F_{1}$再杂交，即$A_{1}A_{3}B_{1}B_{3}$×$A_{2}A_{3}B_{2}B_{3}$，筛选出适合的育性正常的籼—粳杂交稻。