《2026年学易优高考二轮总复习生物》

2. (2025·安徽合肥模拟)袁隆平院士及其团队研发的三系杂交水稻,为我国粮食安全作出巨大贡献。水稻(2n=24)花为两性花,一株稻穗约200~300朵小花,花粉自然条件下存活不足5分钟。三系杂交水稻的育种体系由保持系、雄性不育系和恢复系组成,保持系和恢复系能够通过自交进行自身品系的保持,而雄性不育系通过与保持系杂交维持雄性不育品系,雄性不育系与恢复系杂交获得杂交种F₁。以下是育种过程模式图及育种体系中与雄性不育有关基因分布表,细胞核基因R₁对r₁、R₂对r₂均表现显性,且仅有基因型S(r₁r₁r₂r₂)的水稻表现为雄性不育。请回答。

(1)水稻无法通过人工去雄的方法大量生产杂交种的原因是____。
(2)三系杂交育种体系中,保持系基因型为N(r₁r₁r₂r₂)。
(3)为研究水稻雄性不育的遗传规律,科研人员用基因型为S(r₁r₁r₂r₂)和N(R₁R₁R₂R₂)的亲本杂交得到F₁,F₁自交,F₂统计结果如下表。回答下列问题。

注:雄性不育株结实率为0,雄性可育株结实率大于0。
①据表中数据分析可知R₁(r₁)和R₂(r₂)两对等位基因遵循自由组合定律,理由是____。
②写出F₂中30%≤f＜70%的植株的所有基因型S(R₁r₁R₂r₂)、S(R₁R₁r₂r₂)、S(r₁r₁R₂R₂)。
(4)后来袁隆平团队又研发出两系杂交水稻,育种体系只需雄性不育系和恢复系,雄性不育系在短日照或低温条件下可育,雄性不育系在长日照或高温条件下与恢复系杂交获得杂交种F₁。与三系杂交育种相比,两系杂交育种的优点是____。
(5)近年来,我国科学家提出了利用基因工程培育杂交水稻的新方法。他们将α和β基因分别导入水稻一对同源染色体上的相同位置,模拟一对等位基因。当α和β基因同时存在时,表现为雄性不育,其他情况为雄性可育,如下图所示。

请你提出利用上述品系培养杂交水稻的思路:____。

答案： 2.答案：
(1)花多且花小、花粉存活时间短
(2)N(r₁r₁r₂r₂)
(3)①F₂株数理论比例为1∶4∶6∶4∶1符合9∶3∶3∶1的变式 ②S(R₁r₁R₂r₂)、S(R₁R₁r₂r₂)、S(r₁r₁R₂R₂)
(4)实现一系两用，不存在三系法中的“恢保”问题，降低了育种成本和劳动强度
(5)用αβ杂交品系作母本，α或β品系作父本进行杂交
解析：
(1)分析题意可知，水稻(2n=24)花为两性花，一株稻穗约200～300朵小花，花粉自然条件下存活不足5分钟，故水稻花多且花小、花粉存活时间短等原因，导致其不能通过人工去雄的方法大量生产杂交种。
(2)据题意“雄性不育系通过与保持系杂交维持雄性不育品系”，结合基因型S(r₁r₁r₂r₂)的水稻表现为雄性不育，只能作为母本，可以提供质基因S，需要与可育雄性植株杂交，故保持系需含有质基因N，而依据题干中“保持系和恢复系能够通过自交进行自身品系的保持”说明保持系为纯合子，为了得到子代即雄性不育品系S(r₁r₁r₂r₂)，则保持系基因型为N(r₁r₁r₂r₂)。
(3)①科研人员用基因型为S(r₁r₁r₂r₂)和N(R₁R₁R₂R₂)的亲本杂交得到F₁S(R₁r₁R₂r₂)，在低温或短日照条件下，F₁自交得到F₂，根据表格中F₂株数理论比例为“1∶4∶6∶4∶1”为“9∶3∶3∶1”的比例变式可知R₁/r₁和R₂/r₂的遗传遵循自由组合定律。②表格中F₂株数理论比例为“1∶4∶6∶4∶1”，该比例是由显性基因的叠加作用导致的，即：“1∶4∶6∶4∶1”可以展开为1(1R₁R₁R₂R₂)∶4(2R₁r₁R₂R₂、2R₁R₁R₂r₂)∶6(4R₁r₁R₂r₂、1R₁R₁r₂r₂、1r₁r₁R₂R₂)∶4(2R₁r₁r₂r₂、2r₁r₁R₂r₂)∶1(1r₁r₁r₂r₂)；F₁的质基因来自母本S(r₁r₁r₂r₂)，则F₁基因型为S(R₁r₁R₂r₂)，在低温或短日照条件下雄性可育，自交后，即F₂中30%≤f＜70%的植株(对应理论比例为6)基因型共有S(R₁r₁R₂r₂)、S(R₁R₁r₂r₂)、S(r₁r₁R₂R₂)三种。
(4)分析题意可知，水稻两系法利用光温敏不育系在一定的光照或温度条件下育性发生转换的特性，可在具有育性时繁种，不育时制种，实现一系两用，不存在三系法中的“恢保”问题降低了育种成本。
(5)由题意可知，将α和β基因分别导入水稻一对同源染色体上的相同位置，模拟一对等位基因，且当α和β基因同时存在时，表现为雄性不育，其他情况为雄性可育，故可用αβ杂交品系作母本，α或β品系作父本进行杂交，子代既能获得α品系的杂交种，又能获得雄性不育的αβ杂交品系。