《2026年理想树图书高考必刷卷42套模拟卷汇编高中生物全一册通用版江苏专版》

23. (11 分)菠菜(2n=12)是雌雄异株植物，性别决定方式为 XY 型。已知菠菜的高秆与矮秆由一对等位基因 A、a 控制，抗病与不抗病由另一对等位基因 E、e 控制。育种专家针对以上两对相对性状进行如下杂交实验。回答下列问题：

(1)菠菜基因上的基因 E、e 位于X、Y染色体的同源区段 (填“X 染色体”“Y 染色体”或“X、Y 染色体的同源区段”)上，第一阶段实验亲本的基因型分别为AaXᵇXᵇ、aaXᵇYᴱ。第二阶段实验中出现以上数据的原因最有可能是基因型为AA的个体死亡。
(2)若菠菜宽叶 B 对窄叶 b 为显性，B、b 与 E、e 所在染色体的遗传符合自由组合定律。辐射处理菠菜雌株幼苗可使 B 基因、b 基因从原染色体断裂，然后随机结合在 E、e 所在染色体的末端形成末端易位(E、e 所在染色体的末端最多只能结合一个基因)。已知单个基因发生染色体易位的植株同源染色体不能正常联会，植株高度不育。现对 B/b、E/e 基因均杂合的雌性菠菜幼苗给予电离辐射处理，只考虑这两对同源染色体，欲探究该植株是否发生易位，可让该植株与表型为窄叶不抗病的雄性植株杂交，实验结果及结论如下。
①若子代出现 8 种表型，则该植株没有发生染色体易位。
②若子代代表型及比例为宽叶不抗病雌株：窄叶抗病雌株：宽叶不抗病雄株：窄叶抗病雄株=1：1：1：1，则该实验中母本的基因型为XᴮXᴮ。
③通过基因检测发现②中基因的位置情况符合事实，但正式实验所得子代表型及比例为宽叶不抗病：宽叶抗病：窄叶不抗病：窄叶抗病=24：1：1：24，则发生互换的初级卵母细胞比例至少为1/25。
(3)已知 R 基因是抗除草剂基因，研究人员希望利用 R 基因与基因型为 Bb 的雌性个体的体细胞得到抗除草剂的菠菜。获得抗除草剂菠菜需利用的主要生物技术有转基因技术、植物组织培养技术(至少写出 2 点，2 分)。假设每个受体细胞只导入了 1 个 R 基因，且不考虑基因突变和染色体互换，若利用某个转基因雌株进行测交实验得到的$F_1$的表型及比例为宽叶抗除草剂：窄叶不抗除草剂=1:1，则说明 R 基因导入 B 基因所在的染色体上；若利用某个转基因雌株进行测交实验得到的$F_1$中宽叶和窄叶植株均出现了部分不抗除草剂的个体且不抗除草剂的个体约占$F_1$的$\frac{1}{2}$，则说明 R 基因导入B、b所在同源染色体以外的另一条染色体上。

答案： 23.(除标注外，每空1分，共11分)
(1)X、Y染色体的同源区段 AaXᵇXᵇ、aaXᵇYᴱ 基因型为AA的个体死亡
(2)窄叶不抗病 ①没有发生染色体易位 ②XᴮXᴮ 1/25
热门考点 自由组合定律变式
[深度解析]
(1)菠菜(2n=12)是雌雄异株植物，性别决定方式为XY型。由第二阶段实验可知，高秆抗病个体自由交配的后代中出现了矮秆和不抗病的个体，因此高秆(A)、抗病(E)为显性性状。第二阶段后代中高秆雌性：高秆雄性=402:405≈1:1，矮秆雌性：矮秆雄性=212:201≈1:1，说明高秆和矮秆基因位于常染色体上；亲本均为抗病个体，而子代中抗病雌雄都有，不抗病个体都是雌性，说明抗病和不抗病基因位于性染色体上，且位于X、Y染色体的同源区段上，Y染色体上含有抗病基因E。第一阶段后代高秆：矮秆≈1:1，且都为抗病个体，说明亲本的基因型为AaXᵇXᵇ、aaXᵇYᴱ。第一阶段实验产生的F₁中高秆抗病个体的基因型为AaXᵇXᵇ、AaXᵇYᴱ，第二阶段后代中高秆总数：矮秆总数=807:413≈2:1，出现这一现象最有可能是因为基因型为AA的个体死亡。
(2)欲探究该植株(BbXᴱXᵇ)是否发生染色体易位，应选择隐性纯合子(bbXᵇXᵇ)进行测交，其表型为窄叶不抗病。①若子代出现8种表型(母本产生4种基因型的雌配子，父本产生2种基因型的雄配子，雌雄配子随机结合，子代出现8种表型)，母本没有发生染色体易位。②若后代无论雌雄都只有宽叶不抗病和窄叶抗病两种性状，说明发生了易位，导致B和e连锁、b和E连锁，故母本的基因型为XᴮXᴮ。③实际后代中出现了少量的宽叶抗病和窄叶不抗病个体，说明在发生易位的基础上，又发生了部分染色体互换。互换后产生的基因型为Xᴮ和Xᵇ的配子占比为2/50=1/25，由于一个初级卵母细胞只能产生一个雌配子，且存在初级卵母细胞发生染色体互换仍产生正常雌配子的情况，因此发生互换的初级卵母细胞比例至少为1/25。
(3)实现该目标需要利用转基因技术将R基因导入菠菜细胞，再运用植物组织培养技术获得新菠菜植株。若R基因导入B基因所在的染色体，该个体测交后代表型及比例为宽叶抗除草剂：窄叶不抗除草剂=1:1；若F₁中出现了宽叶抗除草剂、窄叶抗除草剂、宽叶不抗除草剂、窄叶不抗除草剂四种表型，且不抗除草剂的个体占1/2，则R基因应导入了B、b所在同源染色体以外的另一条染色体上，两对同源染色体发生自由组合。