Question

去冬今春，云南、貴州、廣西等地出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，農(nóng)作物減產(chǎn)或缺收．抗旱性農(nóng)作物能在缺水環(huán)境下正常生長，所以其有重要的經(jīng)濟(jì)價值．多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液內(nèi)的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞中卻很難找到．

（1）解釋為什么在抗旱性農(nóng)作物的葉肉細(xì)胞中很難找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物

 

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（2）現(xiàn)有一抗旱植物，其體細(xì)胞內(nèi)有一個抗旱基因R，其等位基因為r（不抗旱）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA  R：ATAAGCAAGACATTA．
①請寫出r基因互補(bǔ)鏈核苷酸序列

 

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②己知旱敏型rr植物的分生區(qū)某細(xì)胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變．其產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞基因型分別為Rr，rr，請在圖甲方框內(nèi)畫出該分生區(qū)細(xì)胞突變后的有絲分裂中期圖．

 

（3）為培育能穩(wěn)定遺傳的具抗旱性和多顆粒產(chǎn)量的農(nóng)作物，科研人員按圖乙流程圖進(jìn)行雜交育種．（注：已知抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制．）
①雜交育種利用的遺傳學(xué)原理是

 

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②在流程圖中的“篩選和交配”環(huán)節(jié)中．你會用什么方法篩選具抗旱性和多顆粒的植物？

 

．
③最早在

 

代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應(yīng)在

 

代選取花粉粒．花粉細(xì)胞能發(fā)育成單倍體植株，表現(xiàn)出全能性，原因是

 

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Answer 1

考點(diǎn)：細(xì)胞的分化,細(xì)胞有絲分裂不同時期的特點(diǎn),堿基互補(bǔ)配對原則,雜交育種

專題：

分析：根據(jù)題目所給信息“代謝產(chǎn)物能調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液內(nèi)的滲透壓，而在葉肉細(xì)胞中卻很難找到”說明與之相關(guān)的基因只在根細(xì)胞中表達(dá)．根據(jù)堿基配對原則（A和T配對、C和G配對），r基因互補(bǔ)鏈核苷酸序列應(yīng)該為TATTCGTACTGTAAT．根據(jù)提供的子細(xì)胞的基因組成（Rr和rr）可推知，rr復(fù)制后變成了Rrrr，即只涉及一個基因發(fā)生的突變．雜交育種的遺傳學(xué)原理是基因重組．在雜交育種過程中，自交代數(shù)越多，所得的純合體所占的比例越高．F₂中就出現(xiàn)了所要的品種，但不能篩選出來；需要再自交一代，從F₃中選出我們需要的品種．F₁的細(xì)胞中就具有兩種優(yōu)良基因，經(jīng)過減數(shù)分裂，兩個優(yōu)良基因會重組在一個配子中，培養(yǎng)該配子，并在幼苗期用秋水仙素處理，就能得到我們需要的品種．配子細(xì)胞內(nèi)有一個染色體組，即控制該生物生長發(fā)育、遺傳變異的全部遺傳信息．

解答： 解：（1）在植物體的每個活細(xì)胞內(nèi)都含有全部的遺傳信息，但在不同細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物不同，因為基因進(jìn)行了選擇性表達(dá)，從而使得在抗旱性農(nóng)作物的葉肉細(xì)胞中很難找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物．
（2）①根據(jù)堿基配對原則（A和T配對、C和G配對），r基因互補(bǔ)鏈核苷酸序列應(yīng)該為TATTCGTACTGTAAT．
②由題意可知，己知旱敏型rr植物的分生區(qū)某細(xì)胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變．其產(chǎn)生的兩個子細(xì)胞基因型分別為Rr和rr，表明分生區(qū)細(xì)胞突變后的有絲分裂中期圖應(yīng)含有姐妹染色單體，染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的赤道板上，且只有一條染色體的一個單體上的r基因突變成了R基因．

（3）①雜交育種利用的遺傳學(xué)原理是基因的自由組合規(guī)律；
②在干旱的環(huán)境中種植以篩選抗旱性植物，然后讓抗旱性植物自交，篩選多顆粒的植物作為種子，多次重復(fù)以上操作以提高純合性，這樣可以篩選具抗旱性和多顆粒的植物．
③由于F₂中就出現(xiàn)了所要的品種，但不能篩選出來，所以最早在F₃代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應(yīng)在F₁代選取花粉粒．花粉細(xì)胞能發(fā)育成單倍體植株，表現(xiàn)出全能性，原因是細(xì)胞內(nèi)含有發(fā)育為完整個體所需的全套遺傳物質(zhì)．
故答案為：
（1）基因選擇性表達(dá)
（2）①TATTCGTACTGTAAT
②

（3）①基因重組（基因自由組合定律）  
②在干旱的環(huán)境中種植以篩選抗旱性植物，然后讓抗旱植物自交，篩選多顆粒的植物作為種子，多次重復(fù)以上操作以提高純合性
③F₃        
④F₁   細(xì)胞內(nèi)有全部遺傳信息

點(diǎn)評：本題考查細(xì)胞分化、基因突變、雜交育種和單倍體育種的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力．屬于對理解層次的考查，有一定的難度．