Question

2．水稻淀粉合成代謝的遺傳研究備受關注．相關研究的部分信息如圖所示．請回答：

部分密碼子表 絡氨酸（UAC） 絲氨酸（AGC）
（1）AGPaes基因1如何使水稻表現出低產（淀粉含量低）的性狀？AGPaes基因1通過控制AGPaes酶的合成來控制代謝過程，進而影響生物的性狀．
（2）用γ射線處理水稻進行誘變育種培育高產水稻品種．從圖中可以看出，由于水稻AGPaes基因1中發生了堿基對的增添，因而突變為AGPaes基因2而獲得高產水稻突變體品種．在該突變基因中，若腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數目的54%，其中一條單鏈中，鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的22%和28%，則由該鏈轉錄的RNA中，鳥嘌呤占堿基總數的24%%．
（3）比較研究后發現，基因突變部位編碼的氨基酸分別為酪氨酸和絲氨酸，請寫出基因中編碼這兩個氨基酸的堿基序列ATG∥TAC、TCG∥AGC
（4）研究表明，普通野生型水稻中擁有許多決定稻米優良品質的相關基因．
①育種工作者利用普通野生型水稻中存在的低比例直鏈淀粉突變體，以雜交育種方法培育出了優質栽培水稻品種．在雜交育種過程中，從F₂代起，一般要進行多代自交和選擇，自交的目的是獲得純合子．
②普通野生稻含有3.75×10⁴對基因，假定每個基因的是10^-5，那么在約有10⁷個個體的種群中，每一代出現的基因突變數是7.5x10⁶，它們是改良栽培稻的資源，也是進化的原材料．我國的普通野生稻分布于南方8個省（區），每一個分布點的普通野生稻種群都是生物進化的基本單位
③據調查，我國不同地區的普通野生稻種群之間，含突變基因的雜合子的基因型頻率存在著明顯的差異．導致這種現象的原因有：不同地區基因突變頻率因環境的差異而不同；不同的環境條件下，選擇作用會有所不同；（答夠2個原因即可）

Answer 1

分析 1、基因對性狀的控制方式：①基因通過控制酶的合成來影響細胞代謝，進而間接控制生物的性狀；②基因通過控制蛋白質分子結構來直接控制性狀．
2、分析題圖：圖示表示基因與性狀之間的關系，AGPaes基因通過控制AGPaes酶的合成來控制代謝過程，進而影響生物的性狀，即使水稻表現低產（淀粉含量低）性狀．

解答 解：（1）由圖可知，AGPaes基因1通過控制AGPaes酶的合成來控制代謝過程，進而影響生物的性狀，即使水稻表現低產（淀粉含量低）性狀．
（2）從圖中可以看出，AGPaes基因1通過控制AGPaes酶有n個氨基酸，而AGPaes基因2通過控制AGPaes酶有n+2個氨基酸，即突變后基因控制合成的蛋白質多了2個氨基酸，最可能是由于水稻AGPaes基因1中發生了堿基對的增添．在該突變基因中，若腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數目的54%，即A+T=54%，則A=T=27%，G=C=23%，其中一條單鏈中，鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數的22%和28%，根據堿基互補配對原則可知G=（G₁+G₂）÷2，則另一條單鏈中G=46%-22=24%，因此由該鏈轉錄的RNA中，鳥嘌呤占堿基總數的24%．
（3）根據密碼子在mRNA上可以推測DNA的序列，已知酪氨酸（UAC）和絲氨酸（AGC），則基因中編碼這兩個氨基酸的堿基序列分別是ATG∥TAC、TCG∥AGC．
（4）①雜合子連續自交，隨著自交次數的增加，雜合子的基因型頻率逐漸降低，純合子的基因型頻率逐漸升高，可見自交的目的是獲得純合子．
②普通野生稻含有3.75×10⁴對基因，假定每個基因的突變率都是10^-5，那么在約有10⁷個個體的種群中，每一代出現的基因突變數是2×3.75×10⁴×10^-5×10⁷=7.5×10⁶，它們是進化的原材料，也將是改良栽培稻的資源．（普通野生稻）種群都是生物進化的基本單位．
③我國不同地區的普通野生稻種群之間，含突變基因的雜合子的基因型頻率存在著明顯的差異，導致這種現象的原因不同地區基因突變頻率因環境的差異而不同和不同的環境條件下，選擇作用會有所不同．
故答案為：
（1）AGPaes基因1通過控制AGPaes酶的合成來控制代謝過程，進而影響生物的性狀
（2）增添      24%
（3）ATG∥TAC、TCG∥AGC
（4）①獲得純合子　　　②7.5 x 10⁶基本單位③不同地區基因突變頻率因環境的差異而不同；不同的環境條件下，選擇作用會有所不同

點評 本題結合圖解，綜合考查DNA分子結構的主要特點、基因突變、基因與性狀之間的關系等知識，要求考生識記DNA分子結構的主要特點，掌握堿基互補配對原則的應用，能運用其延伸規律進行相關計算；識記基因突變的概念；識記基因控制性狀的途徑，能結合圖中信息準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．