Question

13．已知小麥的抗旱性和多顆粒均屬顯性遺傳，且兩對控制基因獨立遺傳．現有純合的旱敏多顆粒、純合的抗旱少顆粒、雜合抗旱少顆粒（Rrdd）和旱敏多顆粒（rrDd）小麥品種．請回答下列問題：
（1）現有一雜合抗旱小麥，基因R、r分別控制合成蛋白R、蛋白r，研究發現，與蛋白r比較，誘變后的蛋白R氨基酸序列有兩個變化位點如圖：

據圖推測，r基因突變為R基因時，導致①處突變的原因是發生了堿基對的替換，導致②處突變的原因是發生了堿基對的增添或缺失．研究發現，蛋白R相對分子質量明顯大于蛋白r，出現此現象的原因可能是蛋白質合成延遲終止，進一步研究發現與抗旱有關的代謝產物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過控制酶的合成，控制代謝過程，進而控制生物體的性狀實現的．
（2）純合的旱敏多顆粒植株與純合的抗旱少顆粒植株雜交，F₁自交：
①F₂中抗旱多顆粒植株中，雙雜合子所占比例是$\frac{4}{9}$．
②若拔掉F₂中所有的旱敏植株后，剩余植株自交，從理論上講F₃中旱敏植株所占比例是$\frac{1}{6}$．
（3）請設計一個快速育種方案，利用抗旱少顆粒（Rrdd）和旱敏多顆粒（rrDd）兩植物品種作親本，通過一次雜交，使后代個體全部都是抗旱多顆粒雜交種（RrDd），簡述育種過程收集兩雜合子小麥的花粉，進行花藥離體培養，得到單倍體幼苗；給該幼苗噴灑秋水仙素得純合子，選出抗旱型少顆粒（RRdd）和旱敏型多顆粒（rrDD）的植株，使之雜交得到抗旱型多顆粒雜交種（RrDd）．

Answer 1

分析 基因突變指的是DNA分子的堿基對的增添、缺失或替換；
根據題意分析：抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制，且分別位于兩對同源染色體上，說明兩對等位基因在遺傳過程中遵循基因自由組合定律，設抗旱基因用A表示，多顆�；�因用B表示．則純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱性少顆粒植株的基因型為aaBB和AAbb，子一代基因型為AaBb，據此答題．

解答 解：（1）據圖推測，r基因突變為R基因時，導致①處突變的原因是發生了堿基對的替換，導致②處突變的原因是發生了堿基對的增添或缺失．研究發現，蛋白R相對分子質量明顯大于蛋白r，出現此現象的原因可能是蛋白質合成延遲終止，進一步研究發現與抗旱有關的代謝產物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過控制酶的合成，控制代謝過程，進而控制生物體的性狀．
（2）由題意知，抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制，且分別位于兩對同源染色體上，說明兩對等位基因在遺傳過程中遵循基因自由組合定律，設抗旱基因用A表示，多顆�；�因用B表示．
①純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱性少顆粒植株的基因型為aaBB和AAbb，子一代基因型為AaBb，則F₂中抗旱多顆粒（A_B_）植株中，雙雜合子（AaBb）所占比例是$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$．
②子二代的抗旱與旱敏感型植物的比例是3：1，拔掉旱敏感型植物后，AA：Aa=1：2，子二代抗旱植株自交，從理論上講F₃中旱敏型植株的比例是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{6}$．
（3）收集兩雜合子（抗旱少顆粒Rrdd和旱敏多顆粒rrDd）小麥的花粉，進行花藥離體培養，得到單倍體幼苗；給該幼苗噴灑秋水仙素得純合子，選出抗旱型少顆粒（RRdd）和旱敏型多顆粒（rrDD）的植株，使之雜交得到抗旱型多顆粒雜交種（RrDd）．
故答案為：
（1）替換      增添或缺失      蛋白質合成延遲終止      控制酶的合成，控制代謝過程，進而控制生物體的性狀
（2）$\frac{4}{9}$          $\frac{1}{6}$
（3）收集兩雜合子小麥的花粉，進行花藥離體培養，得到單倍體幼苗；給該幼苗噴灑秋水仙素得純合子，選出抗旱型少顆粒（RRdd）和旱敏型多顆粒（rrDD）的植株，使之雜交得到抗旱型多顆粒雜交種（RrDd）

點評 對基因、蛋白質與性狀的關系、雜交育種、基因突變的概念、基因對性狀的控制途徑及基因的自由組合定律的綜合理解應用把握知識點間的內在聯系是解題的關鍵．