《2026年直击高考高考真题汇编精选卷生物》

23. (13 分)T - DNA 插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的 T - DNA 插入拟南芥 2 号染色体的 A 基因内，使其突变为丧失功能的 a 基因，花粉中 A 基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题：
(1)基因内碱基的增添、缺失或替换都可导致基因突变。
(2)以 Aa 植株为父本（填“父本”或“母本”）与野生型拟南芥杂交，$ F_1$ 中卡那霉素抗性植株的占比为 0，其反交的 $ F_1$ 中卡那霉素抗性植株的占比为1/2。
(3)为进一步验证基因 A 的功能，将另一个 A 基因插入 Aa 植株的 3 号染色体。仅考虑基因 A 和 a，该植株会产生3种基因型的可育花粉，其中具有 a 基因的花粉占比为1/3。该植株自交得到 $ F_1$。利用图 1 所示引物 P1 和 P2、P1 和 P3 分别对 $ F_1$ 进行 PCR 检测，电泳结果如图 2 所示。根据电泳结果 $ F_1$ 植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为2/3。$ F_1$ 中没有检测到仅扩增出 600 bp 条带的植株，其原因因为该植株产生的花粉一定含A基因。

(4)实验中还获得了一个 E 基因被 T - DNA 插入突变为 e 基因的植株，e 基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因 E/e 和 A/a 在染色体上的位置关系，进行下列实验：
①利用基因型为 AaEE 和 AAEe 的植株进行杂交，筛选出基因型为AaEe的 $ F_1$ 植株。
②选出的 $ F_1$ 植株自交获得 $ F_2$。不考虑其他突变，若 $ F_2$ 植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为 0，E/e 和 A/a 在染色体上的位置关系及染色体交换情况为基因A与e连锁、a与E连锁，在形成配子的过程中没有发生染色体交换；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为1/6。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因：1/50，F₁的A与e连锁、a与E连锁，产生雌雄配子的过程中相关基因发生交换，且雌雄配子交换率均为20%。

答案：
23.(除标明外，每空1分)
(1)替换　
(2)父本　1/2　
(3)3　1/3　2/3　该植株产生的花粉一定含A基因　
(4)①AaEe　②基因A与e连锁、a与E连锁，在形成配子的过程中没有发生染色体交换(2分)　1/6　1/50，F₁的A与e连锁、a与E连锁，产生雌雄配子的过程中相关基因发生交换，且雌雄配子交换率均为20%(2分)
遗传的基本规律、染色体交换、配子致死　
(1)DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。
(2)结合题干信息“研究者将带有卡那霉素抗性基因的T−DNA插入……造成其不育”分析，Aa植株分别作父本和母本与野生型拟南芥(AA)杂交，结果如图所示；

(不含卡那霉素抗性基因)
Aa植株作母本　　P　　　Aa( )xAA( )

(不含卡那霉素抗性基因) (含卡那霉素抗性基因)
1　　:　　　1
因此，F₁中卡那霉素抗性植株的占比为0时，Aa植株作父本；当Aa植株作母本时，即反交，F₁中卡那霉素抗性植株的占比为1/2。
(3)将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体，仅考虑基因A和a，该植株的基因型可表示为A/a，产生的花粉基因型为A、A、A、a(不育)，即会产生3种基因型(AA、Aa、A)的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为1/3。由图1可知，900bp条带代表A基因，600bp条带代表a基因。由图2可知，I型植株含A和a基因，Ⅱ型植株只含A基因。该植株自交，结果如表所示；
因此，I型植株占比为2/3。由题干信息“花粉中A基因功能的缺失会造成其不育”可知，该植株产生的花粉一定含A基因(900bp)(点睛：无基因型为a的花粉)，故F₁中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株。
(4)①要判断两对基因在染色体上的位置关系，一般让双杂合植株自交并统计子代表型及比例，结合题中信息分析，应筛选出基因型为AaEe的F₁植株。②若两对等位基因位于一对同源染色体上，F₁的基因组成可表示为E+Ae，F₁植株自交得到F₂，结果如图所示：

正常发育)
因此F₂的基因组成可表示为at十A，F₂中AaEe植株产生的花粉aE E++e 不育，且其自交所结种子AAee不能正常发育，因此，F₂植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株(AAEE)占比为0(易错：当F₁的基因组成表示为AE++十ae时，不符合题意)。若E/e和A/a存在染色体交换，则不符合题意，因此，若F₂植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，则基因E/e和A/a位于一对同源染色体上，A与e连锁、a与E连锁，且在形成配子的过程中没有发生染色体交换。当基因E/e和A/a位于非同源染色体上时，如图所示。
F₁　　AaEe( )　　X　AaEe( )
配子AE Ae aE ae　　AE Ae aE ae
F₂ AAEe AAEe AaEE AaEE
AAEe AAEe AaEe AaEe
AaEE AaEe AAEe AAEe
AaEE AaEe AAEe AAEe
故F₂植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株(AAEE)占比为1/6。若F₁的A与e连锁、a与E连锁，产生雌雄配子的过程中发生交换。假设雌雄配子交换率均为20%，则F₁雌配子为aE：Ae：AE：ae=4：4：1：1，雄配子为Ae：AE：ae=4：1。F₂植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株(AAEE)占比为1/10×1/5=1/50。