水稻是我国主要的粮食作物之一，为自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂...

水稻是我国主要的粮食作物之一，为自花传粉的植物。提高水稻产量的一个重要途径是利用杂交种的杂种优势（产量等性状优于双亲）。请分析回答：

（1）袁隆平院士利用野生水稻的“雄性不育”植株作母本培育杂交水稻，该过程省略___________操作，使水稻杂交在生产上具备了可操作性。

（2）近年来，研究人员发现水稻另一种雄性不育突变体S，其不育性状受细胞核内一对等位基因控制。此个体的花粉可育性与植株生活的环境条件关系如下表，表中的花粉可染率代表花粉的可育性。

①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。水稻的育性是由___________________________共同作用的结果。

②欲利用野生型普通水稻和上述突变体S水稻来培育水稻杂交种，可在长日高温条件下，分别以________________________为父本、母本，杂交后收获母本植株上所结的种子，即为生产所需的杂交种。为保存突变体S的种子，可在短日低温条件下，让突变体________，收获并保存突变体S的种子，以备来年使用。

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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。

(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。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__________对等位基因控制，不育性状为____________性状。

(3)研究人员发现了控制水稻光敏感不育的核基因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)。

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_______________________。

(4)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：________________。

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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，操作极为繁琐。

（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_______对等位基因控制，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）。

不同光温条件下突变体S的花粉可染率（％）

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，这说______________________。

（3）结合以上材料，请设计培育水稻杂交种的简要流程：在___________条件下，用__________杂交，收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种。

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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，操作极为繁琐。

（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）。

表　 不同光温条件下突变体S的花粉可染率（％）

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：_______。

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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，操作极为繁琐。

（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 均可育，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研究人员在突变体S中发现了控制水稻光敏感不育的核基因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（用花粉可染率的高低代表花粉育性高低）。

表 不同光温条件下突变体 S 的花粉可染率（％）

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_____。

（3）结合以上材料，分析培育水稻杂交种的简要流程为_____；保存突变体S的简要流程为_____。（填选项前的符号）

a在短日低温条件下；b在短日高温条件下；c在长日低温条件下；d在长日高温条件下；

e以突变体S为母本，与普通水稻杂交； f 以普通水稻为母本，与突变体S杂交；

g使突变体S自交；h使普通水稻植株自交；

i收获S植株上所结的种子； j收获普通水稻植株上所结的种子。

（4）科研人员在研究过程中发现一株新的同样性状的雄性不育单基因隐性突变体M，为研究M突变基因与S的突变基因的关系，将M和S进杂交，若子一代_____，则说明两者的突变基因互为等位基因；若子一代_____，则说明两者的突变基因互为非等位基因。

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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，操作极为繁琐。

（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）。

表　 不同光温条件下突变体S的花粉可染率（％）

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：_______。

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油菜是我国重要的油料作物，培育高产优质新品种意义重大。油菜的杂种一代会出现杂种优势（产量等性状优于双亲），但这种优势无法在自交后代中保持，杂种优势的利用可显著提高油菜籽的产量。

（1）油菜具有两性花，去雄是杂交的关键步骤，但人工去雄耗时费力，在生产上不具备可操作性。我国学者发现了油菜雄性不育突变株（雄蕊异常，肉眼可辨），利用该突变株进行的杂交实验如下：

①由杂交一结果推测，育性正常与雄性不育性状受_________对等位基因控制。在杂交二中，雄性不育为_________性性状。

②杂交一与杂交二的F1表现型不同的原因是育性性状由位于同源染色体相同位置上的3个基因（A1、A2、A3）决定。品系1、雄性不育株、品系3的基因型分别为A1A1、A2A2、A3A3。根据杂交一、二的结果，判断A1、A2、A3之间的显隐性关系是_________。

（2）利用上述基因间的关系，可大量制备兼具品系1、3优良性状的油菜杂交种子（YF1），供农业生产使用，主要过程如下：

①经过图中虚线框内的杂交后，可将品系3的优良性状与_________性状整合在同一植株上，该植株所结种子的基因型及比例为_________。

②将上述种子种成母本行，将基因型为_________的品系种成父本行，用于制备YF1。

③为制备YF1，油菜刚开花时应拔除母本行中具有某一育性性状的植株。否则，得到的种子给农户种植后，会导致油菜籽减产，其原因是_________。

（3）上述辨别并拔除特定植株的操作只能在油菜刚开花时（散粉前）完成，供操作的时间短，还有因辨别失误而漏拔的可能。有人设想：“利用某一直观的相对性状在油菜开花前推断植株的育性”，请用控制该性状的等位基因（E、e）及其与A基因在染色体上的位置关系展示这一设想 ____________________。

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辣椒具有明显的杂种优势（两个品种的杂交后代产量等性状优于双亲）。在辣椒育种过程中，研究人员发现了辣椒雄性不育系植株。利用雄性不育系与可育植株杂交，生产杂种种子是降低制种成本和提高纯度的有效途径。

（1）辣椒具有两性花，人工杂交获得的杂交一代（F1）会出现杂种优势，但F1不能留种推广种植的原因是_____，因此在生产上需年年制种。辣椒雄性不育系植株的培育 成功解决了制种的难题。

（2）雄性不育系植株的花药瘦小、干瘪，无花粉粒或仅极少花粉粒，用碘液染色后显示不着色或着色极浅。而可育株系的花粉粒饱满，碘液染色后着色深。由此可推测不育花粉败育的重要原因是储存营养的能力_____。

（3）研究人员为了进一步揭示花粉败育机制，进行了如下研究。在盛花期分别取雄性不育系和可育系发育不同阶段（依次为阶段 1~5）的花蕾，测定内源吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA 3）、脱落酸（ABA）含量并绘制相对含量变化趋势如图 1、图 2 所示。

①综合图 1 和图 2 结果可育系花蕾发育过程中激素的变化规律是，发育前期_________，发育后期_________是育性得以维持的保证。而不育系花蕾发育前 期_____过高和后期_____下降过快对败育起了重要的作用。

②以上结果说明，花粉的可育或败育是受到_____的结果。

（4）研究人员在花蕾发育后期还检测到花蕾的乙烯释放量和 IAA 氧化酶活性，不育系均显著高于可育系。结合（2）、（3）的研究推测，在花蕾发育后期，乙烯通过_____，使花粉败育。

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杂交水稻具有重要的经济价值。水稻的杂交种在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲，但由于杂种后代会发生性状分离无法保持其杂种优势，因此需要每年制种用于生产。

（1）我国科研人员对杂交稻的无融合生殖（不发生雌、雄配子的细胞核融合而产生种子的一种无性繁殖过程）进行了研究。有两个基因控制水稻无融合生殖过程：含基因A的植株形成雌配子时减数第一次分裂异常导致雌配子染色体数目加倍；含基因P的植株产生的雌配子不经过受精作用，直接发育成个体。雄配子的发育不受基因A、P的影响。人们曾用图1所示杂交方案，获得无融合生殖的个体。

①若Ⅱ自交，所结种子的胚的基因型为________。若Ⅲ自交，所结种子的胚的染色体组数为________。

②理论上Ⅳ作为母本能使子代_________________。

③无融合技术应用于作物育种，可以使杂种通过无性繁殖得以保持杂种优势，但也会导致________多样性降低，应对杂草入侵或病毒侵害的能力降低，因而也藏有生态隐患。

（2）我国科研人员尝试利用另一种方法________敲除杂种水稻的若干个相关基因，实现了杂种的无融合生殖（如图2所示）。

①CRISPR/Cas 9基因编技术中使用的Cas 9核酶可以实现对DNA分子的定点切割，该酶切断的化学键是________。

a．碱基之间的氢键　　　　　　　　　　　　　　　　　　 b．肽键

c．两个核苷酸之间的磷酸二酯键　　　　　　　　　　 d．高能磷酸键

②据图分析，科研人员利用基因编辑技术敲除的若干个基因在实现无融合生殖过程中的作用是________。

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杂种优势是指杂交后代在生活力、抗逆性、适应性和产量等方面优于双亲的现象。但是由于杂种的后代会发生性状分离，无法保持杂种优势，农民必须每年购买新的种子。袁隆平团队通过研究实现了水稻的无融合生殖（孤雌生殖），使杂种优势的性状得以保持。

（1）减数分裂过程中，同源染色体须先经过_________再分离，才能实现染色体的平均分配。

（2）科学家发现在植物中有三个基因osd1、spo11-1、rec8参与了减数分裂，诱导其突变后，突变体的减数分裂结果如图所示：

与野生型相比，osd1、spo11-1、rec8三个基因同时突变的纯合子进行减数分裂，形成的子细胞中染色体组成与_________（填“生殖细胞”或“体细胞”）相同。请据图说明原因_________。

（3）种子中的胚由受精卵发育而来，胚乳由受精极核发育而来。科学家在水稻中发现Baby boom(简称Ｂ)基因在胚的发育启动过程中有重要作用。

①野生型和bb突变体种子在外观上没有差别，但是显微观察发现，bb突变体的胚发育早期停滞或者只分裂不分化。用Bb和BB进行正反交，将产生的F1代种子进行萌发实验，结果如下表所示：

推测杂交组合1子代中部分种子不萌发的原因：___________。

②为了进一步验证上述推测，选取B基因存在个别碱基差异的J品系和I品系进行杂交，在授粉2.5小时后提取受精卵RNA，进行逆转录PCR扩增B基因，部分测序结果如下图所示，结果说明：受精卵中B基因的mRNA是由______（填“父本”或“母本”）的B基因转录而来。

③b突变基因中发生了1个碱基对的缺失，导致不能被限制酶SphI切开。Bb自交所得种子中有部分不萌发，将野生型和未萌发种子的B/b基因用SphI进行酶切鉴定，结果如下图所示。据图分析，未萌发种子的基因型为：_________。

（4）B基因在卵细胞中表达可使其直接发育为单倍体。水稻中另一基因MTL突变后可使受精卵中来自于精子的染色体消失，从而发育成单倍体。结合（2）（3）资料，请写出使杂种优势性状得以保持的两种方法：__________。

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