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  • 1. (2023高三上·湖北月考) 袁隆平利用水稻培育出了“三系”杂交水稻。“三系”是指雄性不育系(雌蕊正常可育)、恢复系(该品系与雄性不育系杂交,后代全部可育)和保持系(该品系与雄性不育系杂交,后代全部表现为雄性不育)。水稻花粉育性受细胞质基因(S、N)和细胞核基因共同控制。S、N分别表示细胞质不育基因和可育基因,A、B表示细胞核中可育基因,其等位基因(a、b)控制细胞核的雄性不育,A对a为显性,B对b为显性。其中,细胞核可育基因(A、B)能够抑制细胞质不育基因(S)的表达,只有当细胞质与细胞核中基因全为不育基因时,植株才表现出雄性不育,即S(aabb)为雄性不育。

    注:受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。据此回答以下问题:

    1. (1) 水稻杂交育种时,选用雄性不育植株的优点是。三系法中为了延续雄性不育系水稻,应当使用基因型为植株与雄性不育系交配。
    2. (2) 利用水稻雄性不育株与纯种恢复系为亲本进行杂交实验获取雄性可育F,若雄性可育F;自交发现F2中雄性可育性状能稳定遗传的个体所占比例约为7/16,则亲本中恢复系的基因型为,是否能证明A、a与B、b分别位于两对非同源染色体上(填“是”或“否”)。
    3. (3) CRISPR/Cas9基因编辑系统也被用于水稻分子育种,该系统主要包含单链向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白两个部分(如图1),sgRNA能特异性识别并结合特定的DNA序列,引导Cas9蛋白到相应位置剪切DNA,实现对靶基因序列的编辑。为了获得某水稻不育系,研究人员利用CRISPR/Cas9系统对该水稻品种的TMS5基因进行编辑,基因编辑过程如图2。①Cas9蛋白对TMS5基因剪切后(a),断裂后的DNA分子自动修复过程中在b所示位点插入碱基A,之后两个片段在酶作用下得到编辑成功的TMS5基因,此过程导致的变异属于。插入碱基A,会导致翻译提前终止,最终导致水稻花粉不育。事实上,利用基因编辑技术针对TMS5基因上游的启动子进行相应的编辑,导致其启动子区被破坏,也能得到花粉不育的水稻,其原理是

      ②CRISRP/Cas9基因编辑技术中常用的sgRNA长度一般为20bp左右,有人建议用更短的RNA序列做向导,但遭到专家反对,反对的原因是:(写出一条)

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