Question

【題目】研究者以引進(jìn)的白菜雜交種（2n＝20）為材料，利用單倍體育種技術(shù)獲得一全株黃化的白菜突變品系乙，并對(duì)其突變性狀的生理和遺傳特性進(jìn)行了研究。

（1）白菜的綠葉與黃葉是一對(duì)______；在實(shí)驗(yàn)中作為______組的綠葉品系甲也是利用上述白菜雜交種的花粉培育而來(lái)。

（2）研究者檢測(cè)了甲乙兩品系白菜的光合特性相關(guān)指標(biāo)及葉綠體的超微結(jié)構(gòu)，結(jié)果如下。

	總?cè)~綠素含量（mg/g）	類胡蘿卜素含量（mg/g）	凈光合速率（）
品系甲	1．43	0．36	21．18
品系乙	0．49	0．15	12．69

據(jù)上述兩方面結(jié)果推測(cè)，相對(duì)品系甲而言，品系乙凈光合速率下降的原因可能是由于__________________所致。

（3）葉綠素生物合成途徑如圖1，為繼續(xù)探究突變品系乙葉綠素含量減少的原因，研究者對(duì)上述兩品系的葉片葉綠素生物合成中間代謝產(chǎn)物含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如圖2。

根據(jù)測(cè)定結(jié)果推測(cè)，品系乙黃化突變體葉綠素生物合成主要受阻于__________________的過(guò)程，說(shuō)明突變基因影響了葉綠素生物合成代謝通路的相關(guān)基因表達(dá)。

（4）研究者欲研究品系乙黃化突變基因的遺傳方式，進(jìn)行了如圖3所示雜交實(shí)驗(yàn)：根據(jù)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè)，綠葉與黃葉是由位于____________控制。利用F1與______雜交進(jìn)行驗(yàn)證，若結(jié)果出現(xiàn)__________________，則說(shuō)明上述推測(cè)正確。實(shí)測(cè)結(jié)果證實(shí)推測(cè)。

（5）為進(jìn)一步對(duì)突變基因進(jìn)行定位，需分別構(gòu)建只含有單對(duì)突變基因的純合品系。過(guò)程如下：從F2中選取______植株單株自交，每株自交后代稱為一個(gè)F3株系，然后在子代性狀及分離比為____________的F3株系中，選取綠葉植株單株自交，獲得未發(fā)生性狀分離的株系，即為目標(biāo)品系。本研究成果可為今后探明基因互作調(diào)控植株黃化的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

Answer 1

【答案】相對(duì)性狀 對(duì)照 捕獲光能的光合色素含量降低，葉綠體內(nèi)部類囊體數(shù)目減少（基粒片層稀疏） 谷氨酸-tRNA→δ-氨基乙酰丙酸和原葉綠素酸酯→葉綠素 非同源染色體上的2對(duì)等位基因（2對(duì)同源染色體上的2對(duì)等位基因） 品系乙或F2中的黃葉植株 子代表現(xiàn)型及比例為綠葉：黃葉=3：1 綠葉 綠葉：黃葉=3：1

【解析】

1.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，葉綠體中類囊體堆疊形成基粒擴(kuò)大了葉綠體的膜面積，有利于光合作用的進(jìn)行，在類囊體薄膜上分布有光合色素，包括葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素的含量大約是類胡蘿卜素含量的3倍左右，光合色素能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，色素含量是影響光合作用的內(nèi)部因素。

2.基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時(shí)，決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。驗(yàn)證自由組合定律常用的方法有自交法和測(cè)交法，一般自交會(huì)出現(xiàn)9：3：3：1或者其變形的結(jié)果，測(cè)交會(huì)出現(xiàn)1：1：1：1或者其相應(yīng)變形的結(jié)果。

（1）白菜的綠葉與黃葉是一對(duì)相對(duì)性狀；根據(jù)題意可知，利用單倍體育種培育的突變品系乙在實(shí)驗(yàn)中作為實(shí)驗(yàn)組，那么綠葉品系甲作為對(duì)照組。

（2）據(jù)表格分析，相對(duì)品系甲而言，品系乙捕獲光能的光合色素含量降低，據(jù)圖分析，相對(duì)品系甲而言，品系乙葉綠體內(nèi)部基粒片層稀疏（類囊體數(shù)目減少），因此品系乙凈光合速率比品系甲低。

（3）根據(jù)柱形圖分析，品系乙ALA比品系甲低，說(shuō)明品系乙的谷氨酰tRNA→δ氨基乙酰丙酸途徑受阻，品系乙的原葉綠素酸酯比品系甲高，但葉綠素含量比品系甲低，說(shuō)明品系乙原葉綠素酸酯→葉綠素的過(guò)程受阻，說(shuō)明突變基因影響了葉綠素生物合成代謝通路的相關(guān)基因表達(dá)。

（4）由于F2中綠葉植株：黃葉植株＝15：1，是9：3：3：1的變式，因此綠葉與黃葉是由位于非同源染色體的兩對(duì)等位基因控制，且F1是AaBb，黃葉為aabb，利用F1（AaBb）與品系乙或F2中的黃葉植株（aabb）雜交進(jìn)行驗(yàn)證，若結(jié)果出現(xiàn)子代表現(xiàn)型及比例為綠葉：黃葉≈3：1，則說(shuō)明上述推測(cè)正確。

（5）為進(jìn)一步對(duì)突變基因進(jìn)行定位，需分別構(gòu)建只含有單對(duì)突變基因的純合品系。過(guò)程如下：從F2中選取綠葉植株單株自交，每株自交后代稱為一個(gè)F3株系，然后在子代性狀及分離比為綠葉：黃葉≈3：1的F3株系中，選取綠葉植株單株自交，獲得未發(fā)生性狀分離的株系，即為目標(biāo)品系。本研究成果可為今后探明基因互作調(diào)控植株黃化的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ)。