【重点复习】2020版高考生物二轮复习高考热点专项练热点6农作物的栽培与管理
热点6 农作物的栽培与管理
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1.磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是某油料作物细胞中的一种中间代谢产物,在两对独立遗传的基因(A 和a、B和b)的控制下,可转化为油脂或蛋白质。某科研小组通过RNA干扰的方式获得了产油率更高的品种,基本原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.产油率高的植株和产蛋白质高的植株的基因型分别为AAbb、aaBB
B.图示中过程①与过程②所需要的嘧啶碱基数量一定相同
C.该研究通过抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率
D.图示表明基因是通过控制蛋白质和脂质的合成来控制性状的
【解析】选C。产油率高的植株中有酶a无酶b,所以基因型是A_bb,产蛋白质高的植株中无酶a 有酶b,所以基因型是aaB_;过程①与过程②的模板链不同,所需要的嘧啶碱基数量不一定相同;由题图可知,基因B的非模板链转录形成的单链能够与mRNA形成双链RNA,从而抑制基因B表达过程中的翻译阶段来提高产油率;题图表明基因是通过控制酶的合成来控制性状的。
2.下列有关生物育种实例与原理相符的是( )
A.无子西瓜的培育——基因重组
B.高产青霉素菌株——基因突变
C.用花粉(Ab)培养成幼苗,再用秋水仙素处理获得纯种植株(AAbb)——基因突变
D.培育能产生胰岛素的大肠杆菌——染色体结构变异
【解析】选B。三倍体无子西瓜的培育是利用染色体变异的原理;高产青霉素菌株是用诱变剂处理青霉菌获得的,其原理是基因突变;用花粉(Ab)培养成幼苗,再用秋水仙素处理获得纯种植株是利用染色体变异原理;通过基因工程培育能产生胰岛素的大肠杆菌是利用基因重组的原理。
3.我国科学家用秋水仙素处理二倍体西瓜的幼苗,获得四倍体植株,发现四倍体植株上所结的西瓜少子。再将萘乙酸(生长素类似物)涂抹在四倍体植株花的雌蕊上,诱导子房发育得到完全无子西瓜。下列相关叙述不正确的是( )
A.西瓜少子可能是四倍体联会出现紊乱造成的
B.完全无子西瓜果肉细胞中只有2个染色体组
C.涂抹萘乙酸前后应设法避免雌蕊接受花粉
D.涂抹的萘乙酸促进了四倍体西瓜果实的发育
【解析】选B。四倍体西瓜植株在减数分裂过程中,由于部分细胞内染色体联会紊乱,不能产生正常配子,因此也无法通过受精作用形成种子,导致西瓜少子;由于完全无子西瓜是使用萘乙酸涂抹在四倍体植株花的雌蕊形成的,而萘乙酸只会促进果实的发育,而不能改变其染色体及染色体组数目,因此完全无子西瓜果肉细胞中有4个染色体组;萘乙酸可以促进四倍体西瓜果实的发育,但将萘乙酸涂抹在四倍体植株花的雌蕊获得完全无子西瓜时,需要对四倍体植株花做去雄、套袋处理,如果接受了其他四倍体西瓜的花粉,会产生有子西瓜,C、D正确。
4.水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种(F1)的杂种优势,即F1的性状优于双亲的现象。
(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是__________________,进而影响产量。为了获得杂交种,需要对______去雄,操作极为烦琐。
(2)雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育。在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序。
①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由________等位基因控制,不育性状为________性状。
②研究人员发现了控制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质。为研究突变体S 的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果(用花粉可染率代表花粉的可育性)。
不同光照、温度条件下突变体S的花粉可染率(%)
短日低温短日高温长日低温长日高温
41.9 30.2 5.1 0
不同光照、温度条件下突变体S的pms3基因表达量差异
该基因的表达量指的是______的合成量。根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系
是______________________________________。突变体S的育性是可以转换的,在________条件下不育,在________条件下育性最高,这说明____________________________________。
(3)结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程: ____
________________________________________________________________
______________________________________________________。
【解析】(1)杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是F1是杂合子,自交后代会发生性状分离现象,不能稳定遗传,进而影响产量,为了获得杂交种,需要对母本去雄。
(2)①将突变体S与普通水稻杂交,获得的F1表现为可育,说明不育性状为隐性性状,F2中可育与不育的植株数量比约为3∶1,说明水稻的育性由一对等位基因控制。
②花粉可染率代表花粉的可育性。基因的表达过程是指通过转录形成mRNA,再通过翻译形成蛋白质的过程。控制水稻光敏感核不育的基因pms3并不编码蛋白质,因此该基因的表达量指的是RNA 的合成量。表中信息显示:在日照长度相同条件下,花粉可染率随温度的升高而降低,且短日照高于长日照;柱形图显示:在日照长度相同条件下,pms3基因相对表达量随温度的升高而降低,且短日照高于长日照。综上信息可知:花粉育性变化与pms3基因的表达量呈正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高)。分析图表信息可知:突变体S在长日高温条件下不育,在短日低温条件下育性最高,这说明表现型是基因与环境共同作用的结果。
(3)突变体S在长日高温条件下雄性不育,据此可知:在长日高温条件下,以突变体S为母本与普通水稻杂交,收获突变体S植株上所结的种子,即为生产中所用的杂交种。突变体S在短日低温条件下育性最高,因此可在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用。
答案:(1)F1是杂合子,自交后代会发生性状分离现象母本
(2)①一对隐性
②RNA 花粉育性变化与pms3基因的表达量呈正相关(pms3基因的表达量越高,花粉育性越高) 长日高温短日低温表现型是基因与环境共同作用的结果
(3)在长日高温条件下,以突变体S为母本与普通水稻杂交,收获突变体S植株上所结的种子,即为生产中所用的杂交种。在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用
【加固训练】
1.科学家以玉米为实验材料进行遗传实验,实验过程和结果如图所示,则F1中出现绿株的根本原因是( )
A.在产生配子的过程中,等位基因分离
B.射线处理导致配子中的染色体数目减少
C.射线处理导致配子中染色体片段缺失
D.射线处理导致控制茎颜色的基因发生突变
【解析】选C。由图可知,在紫株亲本产生配子的过程中,受到了射线照射,导致带有PL基因的染色体部分缺失,发生了染色体结构的变异。缺失部分恰好带有PL基因,所以带有Pl基因的配子与带有PL基因的配子结合后,子一代呈现绿株性状,故选C。
2.以二倍体植物甲(2N=10)和二倍体植物乙(2n=10)进行有性杂交,得到的F1不育。以物理撞击的方法使F1在减数第一次分裂时整套的染色体分配到同一个次级性母细胞中,减数第二次分裂正常,再让这样的雌、雄配子结合,产生F2。则有关叙述正确的是 ( )
A.植物甲和乙能进行有性杂交,说明它们属于同种生物
B.F1为四倍体,具有的染色体为N=10、n=10
C.若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,则长成的植株是可育的
D.物理撞击的方法导致配子中染色体数目加倍,产生的F2为二倍体
【解析】选C。植物甲和乙进行有性杂交,得到的F1不育,说明它们存在生殖隔离,属于不同种生物,A错误;F1为二倍体,具有的染色体为N=5、n=5,B错误;若用适宜浓度的秋水仙素处理F1幼苗,可使F1幼苗细胞中的染色体数目加倍,因此能进行正常的减数分裂,所以长成的植株是可育的,C 正确;物理撞击的方法导致配子中染色体数目加倍,产生的F2为四倍体,D错误。