Question

5．研究人員發現，與水稻增產密切相關的基因d在水稻的氮肥高效利用方面發揮著重要調控作用，尤其在水稻生殖發育期對氮的吸收和利用率提高，而其等位基因D（D對d完全顯性）卻表現出對氮低效利用．現有一批對氮低效利用的純合子水稻甲，經過連續種植偶然發現一株水稻乙，對其進行自交后發現，子代均表現出對氮高效利用．請問答下列問題：
（1）氮作為植物體內重要的元素，在光合作用中主要作用有氮是葉綠素的成分、光合酶的成分、ATP、NADPH的成分等（舉兩例）．
（2）水稻乙的基因型為dd，在該封閉環境中，水稻甲偶然出現的基因突變屬于自發突變．
（3）D、d基因都與G蛋白（植物生長發育重要的信號傳導蛋白）編碼相關，但G蛋白活性有差異，根本原因是堿基排列順序不同．
（4）研究人員為了提高水稻對氮的高效利用，選取一批對氮低效利用水稻進行誘變處理，僅發生一種遺傳變異，得到一株對氮高效利用水稻丙，對其進行染色體組型（或核型）分析，并與水稻甲進行針對性比較，得到如圖（序號分別表示1號、2號、3號、4號染色體）．

該育種方式為誘變育種．通過比較可知，誘變導致染色體缺失（或染色體結構變異），從而使D基因丟失（用“D^-”表示）．已知該變異會導致花粉不育，請用遺傳圖解表示水稻丙自交過程（請寫出配子）．．

Answer 1

分析 根據題意分析可知：dd表現為氮肥高效利用，DD、Dd表現為對氮肥的低效利用，則對氮低效利用的純合子水稻甲，其基因突變產生的乙自交后發現，子代均表現出對氮高效利用，則乙的基因型是dd，據此答題．

解答 解：（1）N元素參與細胞內很多重要化合物的合成，如光合作用中的氮是葉綠素的成分、光合酶的成分、ATP、NADPH的成分等．
（2）據題分析已知乙的基因型是dd，是甲DD偶然出現的基因突變產生的，屬于自然突變．
（3）D、d是等位基因，它們的本質區別是堿基排列順序不同．
（4）通過染色體組型分析可知，水稻甲魚水稻丙染色體組成不同，發生了染色體結構變異．因為進行的是誘變處理，所以屬于誘變育種．根據題干信息可知該缺失染色體上有D，會導致花粉不育，則只能產生d雄配子，所以丙自交遺傳圖解如下圖所示：

故答案為：
（1）氮是葉綠素的成分、光合酶的成分、ATP、NADPH的成分等
（2）dd       自發突變  
（3）堿基排列順序不同  
（4）染色體組型（或核型）       誘變育種    染色體缺失（或染色體結構變異）  
遺傳圖解如右圖：

點評 本題考查了生物變異的應用，意在考查學生的應用能力和推理能力，試題難度中等．