热点专题13水稻不育系-2023年高考生物临考热点梳理解读精讲课件

2023微专题水稻不育系情境导入资料：水稻的杂种表现为生长和产量的优势，但水稻雌雄同花，一般是自花传粉，一株水稻有很多水稻花，一朵水稻花有6个雄蕊，通常种植情况下，水稻为簇生，很难实施人工杂交，袁隆平等成功培育出高产杂交水稻的关键是在野生稻中找到了雄性不育植株。科学研究已证明水稻雄性的育性是由细胞核基因和细胞质基因共同控制的。雄性不育：花药或花粉不能正常发育的现象。一旦形成，是可遗传。雄性不育的植株，雌蕊能正常发育。探究问题资料1探究问题：（1）杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象称为杂种优势。而水稻就具有杂种优势,水稻的有杂种优势在

表现出来？<</m>（2）大面积种植的情况下，通过人工去雄，来实现异花授粉(杂交），基本上做不到原因是？但水稻雌雄同花，一般是自花传粉，一株水稻有很多水稻花，一朵水稻花有6个雄蕊，通常种植情况下，水稻为簇生，很难实施人工杂交（3）雄性不育植株在杂交育种中的优点是____________________________ 它可以做

.减少了去雄这一步繁杂的操作F1母本考点一：以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻资料2：水稻存在雄性不育基因：其中R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。思考：1.请写出水稻植株与该性状相关的所有基因型2.若要使雄性不育系恢复育性并产生杂种优势，可以选择什么基因型的品系与之杂交？3.

若要使雄性不育系不断繁殖，（让雄性不育系的后代，既保持雄性不育的特性，又能产生不育系种子），可以选择什么基因型的品系与之杂交？S(RR)S(Rr)S(rr)N(RR)N(Rr)N(rr)N(RR)或者S（RR）N(rr)恢复系保持系S(rr)不育系三系是指恢复系——N（RR）或S（RR）、保持系——N（rr）和不育系。恢复系和保持系可以通过自交得以保持。注意：细胞质雄性不育∶表现为母体遗传、花粉败育和雌穗正常。可以被显性核恢复基因恢复育性。【典例1】不育系的产生是基因突变的结果，在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因（如右图）。其中细胞核中的不育基因用r表示，可育基因用R表示，且R对r显性；细胞质中的不育基因用S表示，可育基因用N表示。（1）上述细胞质与细胞核可组成__种基因型的细胞。四种基因的关系中，R能够抑制S的表达，即基因型为S(RR)的水稻表现为________；当细胞质基因为N时，无论细胞核中含有可育基因还是不育基因，植株都表现为雄性可育，所以雄性不育系的基因型为________________。可育S（rr）6（2）现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻：N（RR）、S（RR）、N（rr）和S（rr）。①上述四个品系的水稻，也携带着某些其他利于增产的优良性状基因，通过杂交可进一步获得具有杂种优势的种子。请你选出相应的亲本，以遗传图解的形式，提出获得杂交种子用于大田生产的最佳方案。②由于雄性不育系不能通过自交的方式得以保持（延续），用于之后的杂交育种，请你选出相应的亲本，以遗传图解的形式，提供保持不育系以用于育种的解决方案。考点一：以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻（2）现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻：N（RR）、S（RR）、N（rr）和S（rr）。①上述四个品系的水稻，也携带着某些其他利于增产的优良性状基因，通过杂交可进一步获得具有杂种优势的种子。请你选出相应的亲本，以遗传图解的形式，提出获得杂交种子用于大田生产的最佳方案。②由于雄性不育系不能通过自交的方式得以保持（延续），用于之后的杂交育种，请你选出相应的亲本，以遗传图解的形式，提供保持不育系以用于育种的解决方案。注意：雄性不育系产生的一个重要原因是核质不协调；考点一：以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻

1973年，湖北省沔阳县原种场石明松在粳稻品种“农垦58”中发现了自然不育株。经过多年的研究，发现该材料的不育性受细胞核内一对隐性主基因控制(也受一些修饰基因的影响)，而且这种不育性随日照的长短而发生变化，即在夏季长日照条件下，表现为雄性不育，在秋季短日照条件下雄性又正常可育，可以自交结实。也就是说，该材料的雄蕊育性对光照反应敏感，因此称为光敏型核雄性不育。考点二：以细胞核雄性不育系为工具的二系杂交水稻资料3：研究者培育出光温敏型雄性不育系，其育性受一对隐性核基因（ee）控制而与细胞质无关。该品系水稻在长日照、高于临界温度（23oC）时表现为雄性不育；而在短日照、低于临界温度时表现为雄性可育。思考：依据以上资料，请提出获得杂交种子用于大田生产和保持雄性不育的合理方案。

秋季（短日照、低于临界温度）光温敏型雄性不育系表现为可育，可自交产生不育系。（夏季（长日照、高于临界温度）光温敏型雄性不育系（ee）与正常可育品系（EE）杂交，获得杂交种用于大田生产）命题点一：光敏型核雄性不育。【典例2】两用核不育系水稻（夏季长日照、高温条件下，表现为雄性不育；秋季短日照、低温条件下，恢复育性可以自交产生籽粒）在农业上与正常水稻杂交，用于生产高产杂交水稻。（1）（1）现有两个两用核不育系的水稻，其雄性不育的起点温度分别为23.3℃和26℃。在制备高产水稻杂交种子时，由于大田中环境温度会有波动，应选用雄性不育起点温度为______℃的品系，原因是_____________________________________________。（2）用A与H（正常水稻）获得两用核不育系水稻A和持续培育高产水稻的方法是______。（用遗传图解表示并标明适用的温度条件）

不育起点温度越低，受粉时出现雄性可育的情况越少，不易出现自交和杂交种混杂的现象P♀A╳♂AP♀A╳♂H

↓低温条件

↓高温条件

收获F1种子（获得A水稻）

收获A植株所结种子（即为高产水稻）注意：雄性不育个体无法自交，到秋季低温短日照情况下，就能自交；在夏季高温长日照与可育纯合杂交得到雄性不育个体；考点二：以细胞核雄性不育系为工具的二系杂交水稻命题点一：光敏型核雄性不育。（3）在两用核不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体X。①将突变体X与正常水稻H杂交得F1均为绿叶，F1自交得F2群体中绿叶、黄叶之比为3：1。由以上可以推测，自然黄叶突变体X的黄叶性状由______基因控制，这一对叶色基因的遗传符合基因的_________________定律。②为确定控制黄叶基因的位置，选用某条染色体上的两种分子标记（RM411和WY146），分别对F2的绿色叶群体的10个单株（10G）和黄色叶群体10个单株（10Y）进行PCR，之后对所获得的DNA进行电泳，电泳结果可反映个体的基因型。M为标准样品，结果如下图所示。隐性分离考点二：以细胞核雄性不育系为工具的二系杂交水稻命题点一：光敏型核雄性不育。从上图可以看出，每图中10G个体中的基因型为______种，其中_______（填写“图1”或“图2”）的比例与理论比值略有不同，出现不同的最可能原因是__________________。每图中10Y的表现均一致，说明两个遗传标记与黄叶基因在染色体上的位置关系是______________________。

（4）与普通两用核不育系相比，利用此自然黄叶突变体培育出的黄叶两用核不育系在实际生产中应用的优势是______________。2图1待测样本数量少位于同一条染色体上在苗期可筛选出杂交种中混有的自交种考点二：以细胞核雄性不育系为工具的二系杂交水稻命题点一：光敏型核雄性不育。考点二：以细胞核雄性不育系为工具的二系杂交水稻命题点二：不受光影响的核雄性不育核雄性不育。【典例3】水稻的雄性不育受一组复等位基因MsA、MsN和Msch控制，其中MA和Msch控制可育，MsN控制不育。现有雄性不育植株甲和基因型为MsAMsA的植株乙杂交，F1植株全部表现为雄性可有，F1自交后代中雄性不育植株占。下列说法正确的是（）A．甲的基因型为MsNMsN，F1植株均为杂合子B．这三个基因的显隐性关系为MsA＞Msch＞MsN C．F1自交后代雄性可育植株中纯合子所占的比例为 D．若让F1不同基因型的植株杂交，则子代中雄性不育植株占注意：两系法杂交稻具有育性受核基因控制，配组自由；种子繁育程序简单，成本低；稻种资源利用率高，选育出优良组合机率高等优点。但是，缺点是不育系育性容易受光照和气温的影响。D【典例4】水稻的育性由一对等位基因M、m控制，基因型为MM和Mm的个体可产生正常的雌、雄配子，基因型为mm的个体只能产生正常的雌配子，表现为雄性不育，基因M可使雄性不育个体恢复育性。通过转基因技术将基因M与雄配子致死基因A、蓝色素生成D一起导入基因型为mm的个体中，并使其插入到一条不含m基因的染色体上，如图所示。基因D的表达可使种子呈现蓝色，无基因D的种子呈现白色。该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体。考点3：以遗传工程雄性不育系为遗传工具看清楚MADmm中，MAD与m是位于同一条染色体上，还是不同（1）基因型为mm的个体在育种过程中作为_______________(父本、母本)，该个体与育性正常的非转基因个体杂交，子代可能出现的因型为___________________。（2）上图所示的转基因个体自交得到______，请写出遗传图解。母本Mm、mm

ADmmmMADm

死亡MADmm雄性可育m

死亡mm（雄性不育）

这是该个体MADmm自交的情况后代雄性可育：雄性不育=1:1MADmm个体雄性不育，A雄配子致死，该个体只能产生m卵细胞，与M_杂交母本MADmm产生MADm和m的两种卵细胞，父本MADmm只能产生m一种精子故意后代形成的受精卵有MADmm（雄性可育）：mm（雄性不育）=1:1

蓝色无色考点3：以遗传工程雄性不育系为遗传工具（3）F1中雄性可育(能产生可育雌、雄配子)的种子颜色为______。（4）F1个体之间随机授粉得到种子，得到的种子中，雄性不育个体的比例为：________________快速辨别雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是____________________。蓝色

根据种子颜色辨别母本MADmm产生MADm和m的两种卵细胞，父本MADmm只能产生m一种精子后代形成的受精卵即F1为MADmm（雄性可育）：mm（雄性不育）=1:1

蓝色无色3/4

F1（MADmm、mm）产生的可育精子只有m，但是F1产生的卵细胞有1/4MADm1/4m0、1/2m，故随机交配后代中雄性不育个体的比例为3/4；MADmm0mmm（精子）

雄性可育

雄性不育

雄性不育雄性不育

从图中可以看出，F1自由交配，雄性不育占据3/4考点3：以遗传工程雄性不育系为遗传工具（5）若转入的基因D由于突变而不能表达，将该转基因植株和雄性不育植株间行种植，使其随意授粉也能挑出雄性不育种子，挑选的方法是：______________________;但该方法只能将部分雄性不育种子选出，原因是______________________________________________________________________;_______________________________________________________.因此生产中需要利用基因D正常的转基因植株大量获得雄性不育种子；

挑选雄性不育植株所结的种子

转基因植株上所结的种子既有雄性不育的，也有雄性可育的，且均为白色，无法区分。

MADmmMAdm

死亡

MAdmm雄性可育白色m

死亡

mm（雄性不育）白色

这是MADmm中D突变后自交的情况后代雄性可育：雄性不育=1:1均白色

ADmmMADm

死亡MADmm雄性可育蓝色m

死亡mm（雄性不育）白色

这是MADmm没突变时自交的情况后代雄性可育：雄性不育=1:1考点3：