《2025年红对勾高考一轮复习金卷生物》

18.(2024·河北唐山二模)雄性不育是指植物花粉败育,但能够正常产生卵细胞,在植物界较为常见,在杂交育种上有非常重要的价值。水稻中的质—核型雄性不育杂交结果如图所示,其中r和S 为不育基因,R和N为可育基因。请据图回答下列问题:

(1)据图可知,质—核型雄性可育及不育的条件是________________。雄性可育的基因型共有______种,分别为____________。
(2)雄性不育植株在杂交育种中的优势表现为__________________。基因N、S、R、r的遗传是否遵循孟德尔的遗传规律,为什么？______________________________。
(3)基因型为S(Rr)和N(Rr)的植株分别自交,产生雄性不育的概率分别是________。
(4)除图中的质—核型雄性不育类型外,科研人员在水稻中发现另一种只由细胞核基因a决定的雄性不育类型,可育基因为A。现有一雄性不育水稻突变品系,请利用野生型水稻(无不育基因)为实验材料,设计实验探究该水稻不育的类型是上述两种情况中的哪一种(不考虑两种不育类型都存在这种情况,写出实验思路及预期实验结果和结论)。
实验思路:______________________________。
预期实验结果和结论:______________________________。

答案：
(1)只要存在可育基因就表现为可育，只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育　　5　　N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)　
(2)在杂交时省去了人工去雄这一操作过程，提高了杂交育种的效率，降低了人工成本　基因N和S为细胞质基因，其遗传不遵循孟德尔的遗传规律，基因R、r属于一对细胞核基因，其遗传遵循孟德尔的分离定律　
(3)1/4、0
(4)将该雄性不育水稻与野生型水稻进行杂交获得F₁，以F₁作为父本、野生型水稻作为母本进行杂交获得F₂，F₂自交获得F₃，观察F₃的育性　若F₃全部为可育植株，则该雄性不育水稻为质—核型雄性不育；若F₃中出现雄性不育植株(或F₃中雄性可育∶雄性不育=7∶1)，则该雄性不育水稻为核型雄性不育
解析：
(1)分析题意可知，r和S为不育基因，R和N为可育基因，据题图可知，只有S(rr)表现为雄性不育，其他均为雄性可育，故质—核型雄性可育及不育的条件是只要存在可育基因就表现为可育，只有当核、质中均为不育基因时才表现为不育。雄性可育的基因型有N(RR)、N(Rr)、N(rr)、S(RR)、S(Rr)，共5种。
(2)杂交实验中，为避免植株自身花粉的干扰，通常需要去雄处理，而雄性不育植株在杂交时省去了人工去雄这一操作过程，提高了杂交育种的效率，降低了人工成本。孟德尔的遗传规律适用于真核生物有性生殖的细胞核遗传，基因N和S为细胞质基因，其遗传不遵循孟德尔的遗传规律，基因R、r属于细胞核基因，其遗传遵循孟德尔的分离定律。
(3)基因型为S(Rr)的植株自交，其子代是1/4S(RR)、1/2S(Rr)、1/4S(rr)，产生雄性不育的概率是1/4；基因型为N(Rr)的植株自交，子代为1/4N(RR)、1/2N(Rr)、1/4N(rr)，由于N是可育基因，故子代中产生雄性不育的概率是0。
(4)分析题意可知，本实验的目的是探究该水稻不育的类型是题述两种情况中的哪一种，由于第一种情况是细胞质和细胞核都含有不育基因才表现为不育，而另一种只由细胞核基因a决定雄性不育类型，可育基因为A，故可将该雄性不育水稻与野生型水稻进行杂交获得F₁，以F₁作为父本，野生型水稻作为母本进行杂交获得F₂，F₂自交获得F₃，观察F₃的育性。若该雄性不育水稻为质—核型雄性不育，则F₃全部为可育植株；若该雄性不育水稻为核型雄性不育，由于符合分离定律，则会发生性状分离，故F₃中出现雄性不育植株。