Question

去冬今春，云南、貴州、廣西等地出現嚴重干旱，農作物減產或缺收．抗旱性農作物能在缺水環境下正常生長，所以其有重要的經濟價值．多數抗旱性農作物能通過細胞代謝，產生一種代謝產物，調節根部細胞液內的滲透壓，此代謝產物在葉肉細胞中卻很難找到．

（1）解釋為什么在抗旱性農作物的葉肉細胞中很難找到與抗旱有關的代謝產物

 

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（2）現有一抗旱植物，其體細胞內有一個抗旱基因R，其等位基因為r（不抗旱）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA  R：ATAAGCAAGACATTA．
①請寫出r基因互補鏈核苷酸序列

 

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②己知旱敏型rr植物的分生區某細胞在有絲分裂過程中發生了基因突變．其產生的兩個子細胞基因型分別為Rr，rr，請在圖甲方框內畫出該分生區細胞突變后的有絲分裂中期圖．

 

（3）為培育能穩定遺傳的具抗旱性和多顆粒產量的農作物，科研人員按圖乙流程圖進行雜交育種．（注：已知抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制．）
①雜交育種利用的遺傳學原理是

 

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②在流程圖中的“篩選和交配”環節中．你會用什么方法篩選具抗旱性和多顆粒的植物？

 

．
③最早在

 

代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應在

 

代選取花粉粒．花粉細胞能發育成單倍體植株，表現出全能性，原因是

 

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Answer 1

考點：細胞的分化,細胞有絲分裂不同時期的特點,堿基互補配對原則,雜交育種

專題：

分析：根據題目所給信息“代謝產物能調節根部細胞液內的滲透壓，而在葉肉細胞中卻很難找到”說明與之相關的基因只在根細胞中表達．根據堿基配對原則（A和T配對、C和G配對），r基因互補鏈核苷酸序列應該為TATTCGTACTGTAAT．根據提供的子細胞的基因組成（Rr和rr）可推知，rr復制后變成了Rrrr，即只涉及一個基因發生的突變．雜交育種的遺傳學原理是基因重組．在雜交育種過程中，自交代數越多，所得的純合體所占的比例越高．F₂中就出現了所要的品種，但不能篩選出來；需要再自交一代，從F₃中選出我們需要的品種．F₁的細胞中就具有兩種優良基因，經過減數分裂，兩個優良基因會重組在一個配子中，培養該配子，并在幼苗期用秋水仙素處理，就能得到我們需要的品種．配子細胞內有一個染色體組，即控制該生物生長發育、遺傳變異的全部遺傳信息．

解答： 解：（1）在植物體的每個活細胞內都含有全部的遺傳信息，但在不同細胞中表達的產物不同，因為基因進行了選擇性表達，從而使得在抗旱性農作物的葉肉細胞中很難找到與抗旱有關的代謝產物．
（2）①根據堿基配對原則（A和T配對、C和G配對），r基因互補鏈核苷酸序列應該為TATTCGTACTGTAAT．
②由題意可知，己知旱敏型rr植物的分生區某細胞在有絲分裂過程中發生了基因突變．其產生的兩個子細胞基因型分別為Rr和rr，表明分生區細胞突變后的有絲分裂中期圖應含有姐妹染色單體，染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上，且只有一條染色體的一個單體上的r基因突變成了R基因．

（3）①雜交育種利用的遺傳學原理是基因的自由組合規律；
②在干旱的環境中種植以篩選抗旱性植物，然后讓抗旱性植物自交，篩選多顆粒的植物作為種子，多次重復以上操作以提高純合性，這樣可以篩選具抗旱性和多顆粒的植物．
③由于F₂中就出現了所要的品種，但不能篩選出來，所以最早在F₃代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應在F₁代選取花粉粒．花粉細胞能發育成單倍體植株，表現出全能性，原因是細胞內含有發育為完整個體所需的全套遺傳物質．
故答案為：
（1）基因選擇性表達
（2）①TATTCGTACTGTAAT
②

（3）①基因重組（基因自由組合定律）  
②在干旱的環境中種植以篩選抗旱性植物，然后讓抗旱植物自交，篩選多顆粒的植物作為種子，多次重復以上操作以提高純合性
③F₃        
④F₁   細胞內有全部遺傳信息

點評：本題考查細胞分化、基因突變、雜交育種和單倍體育種的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．屬于對理解層次的考查，有一定的難度．