Question

【題目】水稻的彎曲穗和直立穗是一對相對性狀，野生型水稻為彎曲穗。與直立穗相關的基因有多個，目前在生產上廣泛應用的直立穗品系是水稻9號染色體上DEP1基因的突變體——突變體1。

（1）用化學誘變劑EMS處理野生型水稻，并采用多代_________________（填“雜交”、“測交”或“自交”），獲得一個新型直立穗穩定遺傳品系—突變體2。為研究突變體2的遺傳特性，將其與純種野生型水稻進行雜交，得到F1后進行自交，結果見表1。由此結果分析，其遺傳符合________________規律。半直立穗性狀出現說明直立穗基因對彎曲穗基因_________________________。

表1突變體2直立穗特性的遺傳分析

組合	F1表現型	F2表現型及個體數
		彎曲穗	半直立穗	直立穗
野生型×突變體2	半直立穗	185	365	170

（2）檢測發現，突變體2直立穗基因（DEP2）位于7號染色體上。該基因突變使突變體2中相應蛋白質的第928位的精氨酸（AGG）置換成了甘氨酸（GGG）。利用_______________技術分析，發現該基因發生1個堿基對的改變。由此推測DEP2基因內部的變化可能是_______________________。

（3）已知突變體1直立穗的遺傳特性與突變體2相同。將突變體1純合子與突變體2純合子雜交，然后將F1與野生型進行雜交，若F2表現型及比例為_______________（細胞含2個或以上直立穗基因則表現為直立穗），則證明DEP1基因與DEP2基因互為______________________。

（4）研究還發現另一種直立穗水稻突變體，表現出產量明顯下降的特征。其突變發生于基因DEP3內部，突變基因編碼的mRNA中部被插入3個相鄰的堿基GGC，推測翻譯后蛋白質分子量發生的變化為_________（從以下選項中選擇）。

a． 變大 b． 變小 c． 不變

Answer 1

【答案】自交 分離 不完全顯性 DNA測序 A-T變成G-C 彎曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1 互為非同源染色體上的非等位基因 ab

【解析】

1.基因突變是指DNA分子中發生的堿基對的增添、缺失和改變，而引起的基因結構的改變，基因突變通常發生在DNA復制的過程中，基因突變能為生物的變異提供最初的原材料。

2．不完全顯性是指具有相對性狀的純合親本雜交后，F1顯現中間類型的這一現象。

3.基因分離定律的實質是位于同源染色體的等位基因隨著同源染色體的分開和分離。

基因自由組合定律的實質是位于非同源染色體上的非等位基因的自由組合。

基因分離定律是基因自由組合定律的基礎。

（1）通過連續自交并且篩選，可以獲得穩定遺傳的品系，所以用連續自交的方法來獲得突變體2的純合品系。為研究突變體2的遺傳特性，將其與純種野生型水稻進行雜交，得到F1后進行自交，自交結果可得出彎曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，由此結果可以分析出，該性狀的遺傳符合基因的分離定律。不完全顯性是具有相對性狀的純合親本雜交后，F1顯現中間類型的現象，故可知半直立穗性狀出現說明直立穗基因對彎曲穗基因表現為不完全顯性。

（2）DNA測序是指分析特定DNA片段的堿基序列，也就是腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶與鳥嘌呤的排列方式。發現該基因發生1個堿基對的改變。基因突變使突變體2中相應蛋白質的第928位的精氨酸(AGG) 置換成了甘氨酸(GGG)。由此推測DEP2基因內部的變化可能是堿基替換(A-T變成G-C) 。

（3）由突變體1直立穗的遺傳特性與突變體2相同，可知突變2也是單基因隱性遺傳，具有不完全顯性的現象，用aa表示突變體1、bb表 示突變體2；則突變體1純合子為aaBB,突變體2純合子為AAbb，當DEP1基因與DEP2基因非同源染色體上的非等位基因時，雜交得到F1為AaBb；野生型應該為純合彎曲穗，即AABB；則F1與野生型雜交得到F2的基因型及比例應為AABB ：AaBB：AABb：AaBb= 1 ：1 ：1：1其中AABB表現為彎曲穗、AaBB和AABb表現為半直立穗、AaBb表現為直立穗，因此最終的表現型及比例為彎曲穗：半直立穗：直立穗=1 ：2：1。

（4）突變發生于基因DEP3內部，突變基因編碼的mRNA中部被插入3個相鄰的堿基GGC，插入之后可能會使其蛋白質分子量變大，插入之后也可能形成終止密碼子，終止密碼子可以為UAA、UAG、UGA，能提前終止翻譯，所以可以推測翻譯后蛋白質分子量發生的變化為變大或變小，即選擇ab。