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(guān)的基因有多個(gè)，目前在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)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(xué)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(gè)新型直立穗穩(wěn)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(jìn)行雜交，得到F1后進(jìn)行自交，結(jié)果見表1。由此結(jié)果分析，其遺傳符合________________規(guī)律。半直立穗性狀出現(xiàn)說明直立穗基因?qū)�彎曲穗基�?/span>_________________________。

表1突變體2直立穗特性的遺傳分析

組合	F1表現(xiàn)型	F2表現(xiàn)型及個(gè)體數(shù)
		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(fā)現(xiàn)，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(yīng)蛋白質(zhì)的第928位的精氨酸（AGG）置換成了甘氨酸（GGG）。利用_______________技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)該基因發(fā)生1個(gè)堿基對的改變。由此推測DEP2基因內(nèi)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(jìn)行雜交，若F2表現(xiàn)型及比例為_______________（細(xì)胞含2個(gè)或以上直立穗基因則表現(xiàn)為直立穗），則證明DEP1基因與DEP2基因互為______________________。

（4）研究還發(fā)現(xiàn)另一種直立穗水稻突變體，表現(xiàn)出產(chǎn)量明顯下降的特征。其突變發(fā)生于基因DEP3內(nèi)部，突變基因編碼的mRNA中部被插入3個(gè)相鄰的堿基GGC，推測翻譯后蛋白質(zhì)分子量發(fā)生的變化為_________（從以下選項(xiàng)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(fā)生的堿基對的增添、缺失和改變，而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，基因突變通常發(fā)生在DNA復(fù)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(xiàn)中間類型的這一現(xiàn)象。

3.基因分離定律的實(shí)質(zhì)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(shí)質(zhì)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(chǔ)。

（1）通過連續(xù)自交并且篩選，可以獲得穩(wěn)定遺傳的品系，所以用連續(xù)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(jìn)行雜交，得到F1后進(jìn)行自交，自交結(jié)果可得出彎曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，由此結(jié)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(xiàn)中間類型的現(xiàn)象，故可知半直立穗性狀出現(xiàn)說明直立穗基因?qū)�彎曲穗基因表現(xiàn)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(fā)現(xiàn)該基因發(fā)生1個(gè)堿基對的改變�；�因突變使突變體2中相應(yīng)蛋白質(zhì)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(nèi)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(xiàn)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(dāng)DEP1基因與DEP2基因非同源染色體上的非等位基因時(shí)，雜交得到F1為AaBb；野生型應(yīng)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(yīng)為AABB ：AaBB：AABb：AaBb= 1 ：1 ：1：1其中AABB表現(xiàn)為彎曲穗、AaBB和AABb表現(xiàn)為半直立穗、AaBb表現(xiàn)為直立穗，因此最終的表現(xiàn)型及比例為彎曲穗：半直立穗：直立穗=1 ：2：1。

（4）突變發(fā)生于基因DEP3內(nèi)部，突變基因編碼的mRNA中部被插入3個(gè)相鄰的堿基GGC，插入之后可能會使其蛋白質(zhì)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(zhì)分子量發(fā)生的變化為變大或變小，即選擇ab。