Question

【題目】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過細胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細胞液的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細胞和莖部細胞中卻很難找到。

（1）這種代謝產(chǎn)物在莖部細胞和葉肉細胞中很難找到，而在根部細胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是________。

（2）現(xiàn)有一抗旱植物，其體細胞內(nèi)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?yōu)楹得艋�因的根本原因是發(fā)生了________。研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過________實現(xiàn)的。

（3）已知抗旱性（R）和多顆粒（D）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得到F1，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________。

（4）請設(shè)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），用文字簡要說明。______________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】基因選擇性表達 堿基對替換 基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程 4／9 1／6 先用（Rrdd）和（rrDd）通過單倍體育種得到（RRdd）和（rrDD），然后讓它們雜交得到雜交種（RrDd）

【解析】

1．該抗旱農(nóng)作物能通過細胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細胞液的滲透壓增強抗旱性，因此是該代謝產(chǎn)物能夠使細胞液的滲透壓升高；

2．細胞分化是細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇表達，其遺傳物質(zhì)不發(fā)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(fā)生變化，因此R突變成r是堿基對發(fā)生替換；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．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(jù)親本的表現(xiàn)型寫出親本的基因型，根據(jù)基因自由組合定律解答；

5．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。

(1)抗旱型農(nóng)作物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)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；根是植物吸收水分的主要器官，因此該代謝產(chǎn)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。

(2)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(guān)的代謝產(chǎn)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，進而控制生物的性狀。

(3) 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。②拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余的植株中RR占，Rr占，自交所得F3中旱敏型植株(rr) 所占比例為會。

(4)通過一次雜交獲得抗旱型多顆粒雜交種(RrDd)，可以先用單倍體育種的方法獲得RRdd和RrDD，然后讓二者雜交。