Question

科學家發現多數抗旱型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的部分核苷酸序列如下：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

 

實現的．
（4）已知抗旱型（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．純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱型少顆粒植株雜交，F₁自交：
①F₂抗旱型多顆粒植株中雙雜合子所占比例是

 

．
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中旱敏型植株所占比例是

 

．
③某人用一植株和一旱敏型多顆粒的植株作親本進行雜交，發現后代出現4種表現型，性狀的統計結果顯示抗旱：旱敏=1：1，多顆粒：少顆粒=3：1．若只讓F₁中抗旱型多顆粒植株相互受粉，F₂的性狀分離比是

 

．
（5）請設計一個快速育種方案，利用抗旱型少顆粒（Rrdd）和旱敏型多顆粒（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型多顆粒雜交種（RrDd），用文字簡要說明．

 

．

Answer 1

考點：雜交育種,基因的自由組合規律的實質及應用,基因突變的原因

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

．③由題意知，該植株與旱敏型多顆粒植株的基因型分別為RrDd、rrDd，F₁中抗旱型多顆粒植株的基因型為

1

3

RrDD、

2

3

RrDd，它們相互受粉，用分解組合法解答是：Rr×Rr→3R_：1rr，基因型為DD和Dd的個體自由交配，產生的雌雄配子的基因型及比例分別是D：d=2：1，因此，自由交配后DD：Dd：dd=（

2

3

）²：2×

2

3

×

1

3

：（

1

3

）²=4：4：1，因此D_：dd=8：1，對于兩對性狀來說，后代表現型的比例是（3R_：1rr）（8D_：1dd）=24R_D_：8rrD_：3R_dd：1rrdd，故F₂的性狀分離比是抗旱型多顆粒：旱敏感型多顆粒：抗旱型少顆粒：旱敏感型少顆粒=24：8：3：1
（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

　   24：8：3：1　
（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：對基因分離定律和自由組合定律的理解應用，把握知識點間的內在聯系是解題的關鍵．