Question

科學家發現多數抗旱性農作物能通過細胞代謝，產生一種代謝產物，調節根部細胞液的滲透壓，此代謝產物在葉肉細胞和莖部細胞中卻很難找到．
（1）該代謝產物能夠使細胞液的滲透壓

 

（填“增大”或“減小”）．
（2）這種代謝產物在莖部和葉肉細胞中很難找到，而在根部細胞中卻能產生的根本原因是

 

．
（3）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（旱敏基因）：R、r的部分核苷酸序列為

r：ATAAGCATGACATTA R：ATAAGCAAGACATTA

抗旱基因突變為旱敏基因的根本原因是

 

．研究得知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基因控制

 

實現的．
（4）已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．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抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是

 

．
②若拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交．從理論上講F₃中旱敏型植株的比例是

 

．
（5）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）兩植物品種做親本，通過一次雜交，使后代個體全部都是抗旱多顆粒雜交種（RrDd），用文字簡要說明．

 

．

Answer 1

考點：雜交育種,細胞的分化,基因與性狀的關系

專題：

分析：1、由題意知，該抗旱農作物能通過細胞代謝，產生一種代謝產物，調節根部細胞液的滲透壓增強抗旱性，因此是該代謝產物能夠使細胞液的滲透壓升高；
2、細胞分化是細胞在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程，細胞分化的實質是基因的選擇表達，其遺傳物質不發生改變；
3、分析R和r的堿基序列可知，R和r有一個堿基發生變化，因此R突變成r是堿基對發生替換；由題意可知，該抗旱基因是通過影響糖類代謝影響抗旱性能的，因此是該抗旱基因是通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程進而控制抗旱這一性狀的；
4、由題意知，抗旱型（R）和多顆粒（D）屬于顯性性狀，且控制這兩種性狀的基因位于兩對同源染色體上，這兩對等位基因在遺傳時遵循基因的自由組合定律，根據親本的表現型寫出親本的基因型，根據基因自由組合定律解答；
5、由題意知，該實驗的目的是用抗旱型少顆粒和旱敏型多顆粒通過一次雜交，培育抗旱型多顆粒雜交種，因此可以采用先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗旱型多顆粒雜交種．

解答： 解：（1）抗旱型農作物產生的代謝產物能夠使細胞液的滲透壓增大，從而增強根細胞的吸水能力．
（2）該代謝產物在莖、葉肉細胞中很難找到的根本原因是基因的選擇性表達．
（3）對比R基因與r基因的核苷酸序列可知，R基因上的A被T取代從而突變成了r基因，這是堿基對的替換引起的基因突變．與抗旱有關的代謝產物是糖類，糖類的合成需要酶的催化，說明基因可以通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝．
（4）由題干信息知，親本基因型為rrDD、RRdd，F₁的基因型為RrDd．①F₁自交，F₂抗旱型多顆粒植株中雙雜合子（RrDd）所占比例為

4

9

．②拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余的植株中RR占

1

3

，Rr占

2

3

，自交所得F₃中旱敏型植株（rr）所占比例為

2

3

×

1

4

=

1

6

．
（5）通過一次雜交獲得抗旱型多顆粒雜交種（RrDd）需要用單倍體育種的方法．
故答案為：
（1）增大　
（2）基因選擇性表達　
（3）堿基對替換　控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程　
（4）

4

9

  

1

6

　
（5）先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗旱型多顆粒雜交種（RrDd）．

點評：對植物根細胞吸水的原理、細胞分化的實質、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．