考前热点主题融会贯通训练(5) 生命的一脉相承——基因（含解析）

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(五)　生命的一脉相承——基因　　　
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一、单项选择题
1．人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA的碱基序列。每条染色体上有1个DNA分子，这24个DNA分子大约含有几十亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。下列说法正确的是(　 )
A．人类基因组计划需要测定24条常染色体上的全部基因的碱基序列
B．生物体的DNA分子数目和基因数目不相同，构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱基总数
C．人为二倍体生物，每个染色体组包含了24条不同的非同源染色体
D．构成每个基因的碱基都包括A、T、G、C、U 5种
解析：选B　人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体上全部DNA的碱基序列，A错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此生物体的DNA分子数目和基因数目不相同，基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数，B正确；人为二倍体生物，体细胞中含有46条染色体，每个染色体组包含了23条不同的非同源染色体，C错误；基因的碱基包括A、T、G、C 4种，不含有U，U是构成RNA的碱基，D错误。
2．转座子又称跳跃基因，是一段可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用的DNA序列。转座子可在真核细胞染色体内部和染色体间转移，也可以在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动。以下说法正确的是(　 )
A．转座子可导致基因突变、基因重组及染色体数目变异
B．转座子的存在有利于生物进化，其本身的遗传也遵循孟德尔遗传定律
C．转座子能进行独立的复制
D．利用转座子可用于基因工程研究，而且效果比利用质粒效果更好
解析：选C　由题意可知，跳跃基因可以从原位上单独复制或断裂下来，能在真核细胞染色体内部和染色体间转移，也可以在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动，故可导致生物产生染色体结构变异或基因重组，A错误；生物进化的实质是种群基因频率的改变，跳跃基因的存在能促进生物的进化，但其本身的遗传不遵循孟德尔遗传定律，B错误；转座子是一段可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点，并对其后的基因起调控作用的DNA序列，说明其能进行独立的复制，C正确；转座子可在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动，说明转座子可用于基因工程的研究，但并不能说明其效果比利用质粒效果更好，D错误。
3．遗传学是研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科，下列有关遗传学内容的叙述正确的是(　 )
A．孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B．一个mRNA上结合多个核糖体，能提高每条多肽链的合成速率
C．翻译过程中，核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性
D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌
解析：选C　孟德尔时代人们还没认识到染色体，所以孟德尔的豌豆杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上，A错误；在翻译时，一个mRNA分子上相继结合多个核糖体，少量的mRNA分子在短时间内能够合成大量的蛋白质，提高了翻译的效率，但没有提高每条肽链的合成速率，B错误；翻译过程中，核酸之间通过碱基互补配对相互识别保证了遗传信息传递的准确性，C正确；将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，DNA被DNA酶水解，不能转化形成S型细菌，D错误。
4．人类Y染色体约有6 000万个碱基对，目前已鉴定出几十个基因，编码20多种蛋白质，其中SRY基因能触发睾丸生长的机制，并决定雄性性状。下列叙述正确的是(　 )
A．上述事实说明基因是有遗传效应的DNA片段
B．Y染色体上基因所控制的所有性状仅在雄性个体中出现
C．Y染色体编码的20多种蛋白质均参与雄性性状决定
D．对SRY基因序列进行分析可鉴定父子关系
解析：选A　人类Y染色体是由DNA和蛋白质组成的，Y染色体已鉴定出几十个基因，编码20多种蛋白质，其中SRY基因能决定雄性性状，说明基因是有遗传效应的DNA片段，A正确；X、Y染色体同源区段上的基因所控制的性状在雌雄个体中均会出现，B错误；Y染色体上的SRY基因参与雄性性状决定，并不是Y染色体编码的20多种蛋白质都参与雄性性状决定，C错误；SRY基因是Y染色体特有的，对SRY基因序列进行分析可鉴定性别，不能鉴定父子关系，D错误。
5．下列有关染色体、DNA、基因的叙述，正确的是(　 )
A．人类基因组计划研究的是人体24条染色体上的基因序列
B．转录的模板是DNA的一条完整单链，DNA复制的模板是DNA的两条链
C．染色体、DNA和基因都是遗传的物质
D．一条染色体上有一个或两个DNA，一个DNA上有许多基因
解析：选D　人类基因组计划研究的是人体24条染色体上的DNA序列，A错误；转录的模板是基因的一条完整单链，DNA复制的模板是DNA的两条链，B错误；DNA和基因都是遗传物质，但染色体不是遗传物质，染色体是遗传物质的载体，C错误；染色体未复制时一条染色体上有一个DNA，染色体复制后、姐妹染色单体未分离前一条染色体上有两个DNA，一个DNA上有许多基因，D正确。
6．有书中描述：基因是含特定遗传信息的核苷酸序列，是遗传信息的最小功能单位。下列有关基因的叙述正确的是(　 )
A．生物学家摩尔根把孟德尔的遗传因子命名为基因
B．基因都在染色体上，且呈线性排列
C．基因的遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序中
D．基因都是双链的，含有A、T、C、G四种碱基
解析：选C　丹麦生物学家约翰逊把孟德尔的遗传因子命名为基因，A错误；基因大多数在染色体上，且呈线性排列，原核生物及病毒等无染色体，基因不在染色体上，B错误；基因的遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序中，C正确；基因并不都是双链的，如单链RNA中的基因是单链的，含有A、U、C、G四种碱基，D错误。
7．某蔬菜萌发的种子经诱变，编码淀粉分支酶的基因转录出的mRNA上提前出现了终止密码子，使细胞内淀粉合成不足，引起叶的形态显著改变而成为新品种。下列叙述错误的是(　 )
A．新品种编码淀粉分支酶的基因转录出的mRNA翻译所得肽链比原品种的短
B．新品种与原品种在合成蛋白质时共用一套密码子
C．该实例说明基因通过控制酶的结构直接控制性状
D．基因指导mRNA合成的过程需要RNA聚合酶参与
解析：选C　因为提前出现了终止密码子，所以变异的淀粉分支酶基因转录出的mRNA翻译所得肽链比原品种的短，A正确；地球上几乎所有的生物在合成蛋白质时共用一套密码子，故新品种与原品种使用的遗传密码相同，B正确；该实例说明基因通过控制酶的合成来影响细胞代谢，进而间接控制生物的性状，C错误；生成mRNA的过程为转录过程，转录的时候需要RNA聚合酶参与，D正确。
8．DNA甲基化是DNA上胞嘧啶的碳原子和甲基基团间的共价结合，甲基化会导致相关基因表达活性提高或降低。在肿瘤发生时，某些基因组区域的甲基化水平会明显降低。下列有关叙述正确的是(　 )
A．DNA分子中胞嘧啶和鸟嘌呤含量越高，DNA的稳定性越高
B．DNA复制过程中解旋酶催化可造成DNA甲基化水平降低
C．甲基化水平降低的区域DNA上碱基的种类发生了改变
D．肿瘤发生会使细胞膜上糖蛋白增加，从而使癌细胞易分散和转移
解析：选A　DNA分子中胞嘧啶和鸟嘌呤的碱基对中含有3个氢键，胸腺嘧啶和腺嘌呤的碱基对中含有2个氢键，胞嘧啶和鸟嘌呤含量越高，DNA的稳定性越高，A正确；DNA复制过程中解旋酶解开的是DNA双链中的氢键，并不会使胞嘧啶的碳原子和甲基基团间的共价键断裂，不会使DNA甲基化水平降低，B错误；甲基化并没有改变DNA上碱基的种类，C错误；肿瘤发生会使细胞表面的糖蛋白减少，降低细胞之间的黏着性，使得癌细胞更容易扩散、转移，D错误。
9．科学家提取老鼠脑垂体某基因的mRNA并以此为模板得到一个cDNA克隆，以此为探针，与从胚性心脏(EH)、成年鼠心脏(AH)、胚性脑垂体(EP)、成年鼠脑垂体(AP)及睾丸(T)组织中提取的RNA进行杂交，结果如图示。下列相关叙述错误的是(　 )
A．杂交结果表明，该基因在鼠的脑垂体细胞中表达，而在成年鼠心脏细胞中不表达
B．睾丸中该mRNA的大小与其他组织存在明显差异，可能是由于选择性剪接导致
C．此实验结果说明了基因表达调控的复杂性，同一基因可以表达出不同的产物
D．此实验过程需用到逆转录酶和DNA聚合酶
解析：选D　根据杂交结果可知，该基因得到的探针能与鼠脑垂体细胞中的RNA形成杂交带，不能与成年鼠心脏细胞中的RNA形成杂交带，说明该基因在鼠的脑垂体细胞中表达，而在成年鼠心脏细胞中不表达，A正确；在睾丸细胞中的杂交带与其他杂交带不同，可能是发生了选择性剪接，B正确；此实验结果说明了基因表达调控的复杂性，同一基因可以表达出不同的mRNA，进而可形成不同的蛋白质，C正确；此实验过程没有用到DNA聚合酶，D错误。
10．遗传物质为单链DNA的某种噬菌体，其DNA进入宿主细胞后，先形成双链DNA，再以此为模板，控制合成噬菌体单链DNA和蛋白质，组装成子代噬菌体。下图表示该噬菌体DNA片段中D基因和E基因的部分碱基序列及其编码氨基酸的情况(注：Met、Glu等表示不同的氨基酸；相关密码子：Met-AUG，Tyr-UAU，Glu-GAG，Val-GUG，终止密码子-UGA、UAA)。下列叙述正确的是(　 )
A．DNA聚合酶仅需参与一次子链延伸，即可合成与该噬菌体的母链相同的遗传物质
B．两种基因的终止密码子有所不同，这体现了密码子具有简并性
C．图示DNA片段所在单链是噬菌体D基因和E基因转录的模板链
D．该DNA序列的一个碱基发生变化，可能引起两种噬菌体蛋白结构发生改变
解析：选D　该噬菌体的DNA是单链，而DNA复制的方式是半保留复制，所以完成第一次复制后，形成与母链互补的子链，还需要再复制一次，才能形成与母链相同的子链，所以DNA聚合酶至少参与二次子链的延伸过程，A错误；密码子位于mRNA上，DNA上没有密码子，B错误；图中D基因上起始的碱基是ATG，如果以该链为模板，转录的mRNA上的碱基是UAC，不是起始密码子，同理以该链为模板转录的mRNA上E基因终止转录的碱基是ACU，不是终止密码子，所以应该是以该链的互补链为模板进行转录的，C错误；由于D基因和E基因共用一段序列进行转录，所以如果该DNA序列的一个碱基发生变化，可能引起两种噬菌体蛋白结构发生改变，D正确。
11．miRNA是一种非编码的单链RNA分子，在植物体内，它能与靶基因互补结合，最后切割靶mRNA，对基因表达具有调控作用。circRNA分子富含miRNA的结合位点，在细胞中起到miRNA“海绵”的作用，进而解除miRNA对其靶基因表达的抑制作用。下列说法不合理的是(　 )
A．在靶基因表达的调控中miRNA与circRNA相互抗衡
B．miRNA对靶基因表达的调控是转录过程中的调控
C．circRNA和miRNA通过氢键结合成局部双链
D．一个circRNA分子可与多个miRNA分子结合
解析：选B　circRNA分子富含miRNA的结合位点，在细胞中起到miRNA“海绵”的作用，进而解除miRNA对其靶基因表达的抑制作用，因而二者的作用相互抗衡，A正确；miRNA能与靶基因互补结合，最后切割靶mRNA，导致翻译不能进行，说明miRNA对靶基因表达的调控是翻译过程中的调控，B错误；circRNA和miRNA通过碱基互补配对形成氢键，结合成局部双链，C正确；circRNA分子富含miRNA结合位点，在细胞中起到miRNA“海绵”的作用，可以判断一个circRNA分子可与多个miRNA分子结合，D正确。
12．在人类胚胎发育的不同时期，红细胞中的ε-珠蛋白基因(基因1)和γ-珠蛋白基因(基因2)的表达情况不同，具体如图所示。下列相关叙述错误的是(　 )
注：图中“”代表“—CH3”
A．两种珠蛋白基因在不同时期进行了选择性表达
B．启动子甲基化可能影响RNA聚合酶对其的识别
C．a链为这两种珠蛋白基因转录的模板链
D．甲基化修饰是一种表观遗传调控方式
解析：选C　据图可知，胚胎发育早期，ε-珠蛋白基因表达，γ-珠蛋白基因不表达，而胚胎发育中期，ε-珠蛋白基因不表达，γ-珠蛋白基因表达，说明两种珠蛋白基因在不同时期进行了选择性表达，A正确；启动子是RNA聚合酶识别和结合的序列，因此启动子甲基化可能影响RNA聚合酶对其的识别，B正确；在转录过程中，DNA模板被转录方向是从3′-端向5′-端，RNA链的合成方向是从5′-端向3′-端，因此转录的模板链是b链，C错误；甲基化修饰不影响基因中碱基序列，影响的是基因的转录，因此是一种表观遗传调控方式，D正确。
13．黑腹果蝇3号染色体上的裂翅基因A是显性基因，也是显性纯合致死基因。若要长久保存杂合子，需用到另一个位于3号染色体上的显性纯合致死基因B来形成永久杂种(也称平衡致死系统)。不考虑片段互换，要保持一个平衡致死系统，两对等位基因在染色体上的位置和分布是(　 )
解析：选A　Ab位于同一条染色体上，aB位于同一条染色体上，产生的配子有两种，Ab和aB，后代中有AAbb、aaBB致死，存活的类型是AaBb，A符合题意；等位基因位于同源染色体的同一位置，而不是同一条染色体上或同源染色体的不同位置，B、C不符合题意；AB位于同一条染色体上，ab位于同一条染色体上，产生的配子有两种，AB和ab，后代中有AABB致死，存活的类型是AaBb和aabb，杂合子的频率会逐渐减小，不能长久保存杂合子，D不符合题意。
14．某研究小组将两个抗虫基因导入棉花细胞(2N＝26)的染色体中培育出抗虫棉，若将一株抗虫棉(M株)和一株正常棉花杂交，子代中抗虫∶非抗虫＝3∶1，下列说法正确的是(　 )
A．可以采用显微注射法直接将两个抗虫基因导入棉花细胞中
B．当M株的某一细胞处于减数分裂Ⅱ后期时，该细胞中最多含有2个抗虫基因
C．若M株自交，后代出现抗虫植株的概率为15/16
D．抗虫基因能在棉花细胞中表达，主要是因为两者的DNA结构相同
解析：选C　显微注射法一般用于将目的基因导入动物细胞，所以不可以采用显微注射法直接将两个抗虫基因导入棉花细胞中，A错误；由题干信息“M和一株正常棉花杂交，子代中抗虫∶非抗虫＝3∶1”，可知非抗虫基因型为aabb，M株的基因型为AaBb，即2个抗虫基因可能位于两条非同源染色体上，当M株的某一细胞处于减数分裂Ⅱ后期时，可能存在两个抗虫基因均位于同一次级性母细胞中，则该细胞中最多含有4个抗虫基因，B错误；由B项分析可知，M株自交，产生的雌雄配子中，不含抗虫基因的概率为1/4，后代出现抗虫植株的概率为1－1/4×1/4＝15/16，C正确；抗虫基因能在棉花细胞中表达，主要原因是所有生物共用一套遗传密码，D错误。
15．拟南芥花的发育受A、B、D三种基因控制。图1为野生型拟南芥(AABBDD)花不同结构相关基因的表达情况。A、B、D三种基因对应存在3类隐性的缺失突变基因a、b和d，导致花器官错位发育。A与D基因一般不能同时表达，若一方发生突变而缺失，则另一方在花的所有结构中都能得以表达。如D基因缺失突变体(AABBdd)，其表达的基因与发育结果如图2所示。关于拟南芥花的发育，以下说法正确的是(　 )
A．野生型拟南芥萼片与花瓣组织中均不含D基因
B．基因型为AABBDD与AABBdd的个体杂交，子代表型与图1一致
C．基因型为AaBBDd与aabbDd的拟南芥杂交，子代中有3/4的个体可育
D．基因型为AABbDd的拟南芥自交，子代有四种表型的花，则B、D基因独立遗传
解析：选C　同一个体所有组织细胞来源于受精卵的有丝分裂，所以含有相同的基因，野生型拟南芥萼片与花瓣组织中均含有D基因，A错误；据图可知，D基因缺失突变体(AABBdd)缺少花蕊，无法与野生型杂交，B错误；据图可知，基因型为AaBBDd与aabbDd的拟南芥杂交，子代中1/4的dd个体不育，即子代中有3/4的个体可育，C正确；基因型为AABbDd的拟南芥自交，子代有四种表型的花，也可能是B、D基因位于同一对同源染色体上，发生了片段互换所致，D错误。
二、不定项选择题
16．科学家研究发现，TATA box是多数真核生物基因的一段DNA序列，位于基因转录起始点上游，其碱基序列为TATAATAAT，RNA聚合酶与TATA box牢固结合之后才能开始转录。下列相关叙述正确的是(　 )
A．TATA box被彻底水解后可得到4种小分子
B．mRNA逆转录可获得含TATA box的DNA片段
C．RNA聚合酶与TATA box结合后才催化核苷酸链的形成
D．该研究为人们主动“关闭”某个异常基因提供了思路
解析：选ACD　TATA box被彻底水解后得到脱氧核糖、磷酸、A、T共4种小分子，A正确；TATA box属于基因启动子的一部分，mRNA逆转录获得的DNA片段不含TATA box，B错误；RNA聚合酶与TATA box结合后催化氢键的解开，形成单链开始转录形成核糖核苷酸链，C正确；若某基因的TATA box经诱变缺失，即人们主动“关闭”后，RNA聚合酶没有了结合位点，不能启动基因转录，D正确。
17．甘蓝型油菜是我国重要的油料作物，它的花色性状由三对独立遗传的等位基因(A和a、B和b、C和c)控制。当有两个A基因时开白花，只有一个A基因时开乳白花，三对基因均为隐性时开金黄花，其余情况开黄花。下列叙述正确的是(　 )
A．稳定遗传的白花植株的基因型有3种
B．乳白花植株自交后代中可能出现4种花色
C．基因型AaBbCc的植株测交，后代中黄花占3/8
D．基因型AaBbCc的植株自交，后代中黄花占1/4
解析：选BC　由题意可知，白花对应的基因型为AA____，稳定遗传的白花植株的基因型有AABBCC、AABBcc、AAbbCC、AAbbcc，共4种，A错误；若基因型为AaBbCc的乳白花植株自交，后代可以出现4种花色，B正确；基因型AaBbCc的植株测交(AaBbCc×aabbcc)，子代中乳白花(Aa____)占1/2，金黄花(aabbcc)占1/8，所以黄花占1－1/2－1/8＝3/8，C正确；基因型AaBbCc的植株自交，子代中白花占1/4，乳白花占1/2，金黄花占1/64，则黄花占1－1/2－1/4－1/64＝15/64，D错误。
18．基因表达中存在一种称为可变剪接的编辑方式，可表达出肌原蛋白，肌原蛋白是在脊椎动物骨骼肌中发现的一类蛋白。肌原蛋白基因的转录产物可以不同的方法剪接产生不同的mRNA。当这些mRNA进行翻译时，可产生多种不同的肌原蛋白。下列叙述错误的是(　 )
A．肌原蛋白的合成与加工均需核糖体、内质网和高尔基体的参与
B．转录产物的可变剪接使一个基因编码多种不同结构的多肽成为可能
C．可变剪接改变了碱基互补配对的方式，增加了mRNA的种类
D．不同形式的肌原蛋白在肌肉细胞中的功能不同，主要体现了细胞的统一性
解析：选ACD　肌原蛋白是在脊椎动物骨骼肌中发现的一类蛋白，不是分泌蛋白，不一定需要内质网和高尔基体的参与，A错误；转录产生的mRNA通过可变剪接可形成多种不同的mRNA，有可能编码多种不同结构的多肽，B正确；可变剪接没有改变碱基互补配对的方式，C错误；不同形式的肌原蛋白在肌肉细胞中的功能不同，主要体现了细胞的差异性，D错误。
19．蜂群中能持续获得蜂王浆的雌性幼虫会发育成蜂王，而大多数幼虫以花粉和花蜜为食则发育成工蜂。蜂王浆中含有丰富的microRNA，这些microRNA进入幼虫体内后与Dnmt3基因的mRNA结合而抑制其表达，从而显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平。下列叙述正确的是(　 )
A．工蜂发育过程中遗传物质发生了改变
B．Dnmt3基因的表达产物可能是一种DNA甲基化酶
C．microRNA通过干扰Dnmt3基因的翻译抑制其表达
D．抑制幼虫的dynactinp62基因表达可以使其发育成蜂王
解析：选BC　工蜂的形成可能与幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平有关，属于表观遗传，遗传物质未发生变化，A错误；Dnmt3基因的mRNA的翻译受抑制后，显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平，可知Dnmt3基因的表达产物可能是一种DNA甲基化酶，B正确；据题意可知，microRNA与Dnmt3基因的mRNA结合，从而使Dnmt3基因的翻译受抑制，C正确；显著降低幼虫体内dynactinp62基因的甲基化水平，可以促进幼虫的dynactinp62基因表达，使其发育成蜂王，D错误。
20．小鼠的细胞中存在ARC基因、基因1和基因2等基因，基因1和基因2转录后得到前体RNA，前体RNA在相应酶的作用下形成miR-223、HRCR，从而参与细胞中的生命活动。如图为三种基因的部分生命活动图解。下列叙述错误的是(　 )
A．过程①会发生反密码子特异性地识别密码子并与之结合
B．若抑制小鼠ARC基因的表达，则有利于体内细胞的更新
C．与幼龄的小鼠细胞相比，衰老的小鼠细胞基因1的表达量较少
D．HRCR的组成单位是脱氧核糖核苷酸，合成的HRCR增多会促进细胞凋亡
解析：选CD　①为翻译，会发生tRNA上反密码子特异性地识别mRNA上密码子并与之结合，A正确；ARC基因的表达产物抑制细胞凋亡，若抑制小鼠ARC基因的表达，则不会抑制细胞凋亡，有利于体内细胞的更新，B正确；与幼龄的小鼠细胞相比，衰老的小鼠细胞基因1的表达量较多，产生miR-223就多，使凋亡抑制因子合成减少，细胞易衰老，C错误；HRCR的组成单位是核糖核苷酸，合成的HRCR增多，会有更多的HRCR与miR-223结合，使得ARC基因表达出更多的蛋白质更好地抑制细胞凋亡，D错误。
三、非选择题
21．具有放射性同位素标记且具有特定碱基序列的DNA片段，常用作标记基因，可以用来对具有相应的碱基序列的某个基因在染色体上的位置进行定位。某研究人员使用放射性同位素32P标记的脱氧腺苷三磷酸(dATP，dA—Pα～Pβ～Pγ)等材料制备了DNA片段甲(单链)，对A基因在染色体上的位置进行了研究，实验流程如下图。
(1)该研究人员在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P，原因是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该研究人员以细胞为材料制备了染色体样品，在混合操作之前要去除样品中的RNA分子，目的是______________________________________________________________
______________。
(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的A基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA______。
解析：(1)由于dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一，因此在制备32P标记的DNA片段甲时，所用dATP的α位磷酸基团中的磷必须是32P。(2)为了防止RNA分子与染色体DNA的A基因片段发生杂交，影响基因在染色体上的定位，因此以细胞为材料制备染色体样品时，在混合操作之前应去除样品中的RNA分子。(3)为了使片段甲能够通过碱基互补配对与染色体样品中的A基因结合，需要通过某种处理使样品中的染色体DNA解旋为单链。
答案：(1)dATP脱去β、γ位上的两个磷酸基团后，则为腺嘌呤脱氧核苷酸，是合成DNA的原料之一　(2)防止RNA分子与染色体DNA的A基因片段发生杂交　(3)解旋
22．杂合子在一种或多种性状上优于两个亲本的现象称为杂种优势。以下是有关杂交水稻的研究，请回答问题。
(1)水稻是雌雄同株两性花的植物，杂交实验中，为了防止母本______须进行人工去雄。水稻的花非常小，人工操作难以实现。后来，科学家在自然界发现了雄性不育(雄蕊不能产生可育花粉)的水稻植株，其在杂交时只能做______，这就免除了人工去雄的工作，因此作为重要工具用于水稻杂交育种。
(2)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。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______。
(3)现有与育性有关的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，提供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。
获得杂交种子的遗传图解： 保持不育系的遗传图解：
(4)由于上述育种方案还存在一些不足，比如，有些虽表现出很强的杂种优势，但结实率低。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(23 ℃)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。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。
(5)水稻杂交种具有杂种优势，但杂种后代会发生__________，无法保持其杂种优势，导致每年需要重新制种。目前科学家通过无融合生殖解决了每年制种的繁琐问题，该方案的原理是使杂种通过______繁殖得以保持杂种优势。
解析：(1)水稻是雌雄同株两性花的植物，杂交实验中，为了防止母本自交(自花传粉)，需进行人工去雄。雄性不育植株不能产生可育花粉，但能产生正常雌配子，因此其在杂交时只能作母本，在杂交育种时，无需进行人工去雄。(2)据题意分析可知，题述细胞质基因与细胞核基因可组成2×3＝6(种)基因型的细胞。由于R能够抑制S的表达，故基因型为S(RR)的水稻表现为雄性可育；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S(rr)。(3)由受精卵发育成的个体，细胞质基因几乎全部来自卵细胞，即使用不育系S(rr)作母本，子代细胞质基因均为S，据题意获得杂交种子用于大田生产的最佳方案以及保持不育系以用于育种的解决方案的遗传图解见答案。(4)根据光温敏型雄性不育系与光照和温度的关系，可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，不育系本身就是保持系，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。(5)水稻杂交种具有杂种优势，但杂种后代会发生性状分离，无法保持其杂种优势，导致每年需要重新制种。为解决每年制种的繁琐问题，提出新的设想是将无融合生殖(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。
答案：(1)自交(自花传粉)　母本　(2)6　雄性可育　S(rr)
(3)
获得杂交种子的遗传图解： ♂品系N(RR)×♀不育系S(rr) ↓ ♀/♂杂交种子S(Rr)用于生产 保持不育系的遗传图解： ♂品系N(rr)×♀不育系S(rr) ↓　 不育系S(rr)
(4)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；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。
(5)性状分离　无性