Question

【題目】科學家發現多數抗旱性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）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________________________________________________。

（2）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：據此分析，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的方式是_____________________________________________________。

（3）已知抗旱性和多顆粒屬顯性，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，F1自交，F2抗旱多顆粒植株中雙雜合子占的比例是_____________；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中旱敏型植株的比例是_______________。

（4）請設計一個快速育種方案，利用抗旱少顆粒（Rrdd）和旱敏多顆粒（rrDd）兩植物品種做親本，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 基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀 4/9 1/6 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）

【解析】

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。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。基因可以通過控制酶的合成控制細胞代謝進而間接控制生物的性狀，還可以通過控制蛋白質的結構直接控制生物的性狀。

（1）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。

（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。

（3）由題干信息知，親本基因型為純合的旱敏多顆粒植株（rrDD）和純合的抗旱少顆粒植株（RRdd），F1的基因型為RrDd，①F1自交，F2抗旱型多顆粒植株（9R_D_）中雙雜合子（4RrDd）所占比例為4/9。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。

（4）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。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）。