Question

【題目】水稻葉片寬窄受細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞寬度的影響，為探究水稻窄葉突變體的遺傳機(jī)理，科研人員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

（1）科研人員利用化學(xué)誘變劑處理野生型寬葉水稻，可誘發(fā)野生型水稻的 DNA 分子中發(fā)生堿基對(duì)的__________________________，導(dǎo)致基因突變，獲得水稻窄葉突變體。

（2）測(cè)定窄葉突變體和野生型寬葉水稻的葉片細(xì)胞數(shù)目和單個(gè)細(xì)胞寬度，結(jié)果如圖所示。

該結(jié)果說(shuō)明窄葉是由于__________________，而不是____________________所致。

（3）將窄葉突變體與野生型水稻雜交，F1 均為野生型，F1 自交，測(cè)定 F2 水稻的_______________，統(tǒng)計(jì)得到野生型 122 株，窄葉突變體 39 株。據(jù)此推測(cè)該性狀受___________對(duì)等位基因的控制，且窄葉性狀是____________性狀。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，窄葉突變基因位于 2 號(hào)染色體上�？蒲腥藛T推測(cè) 2 號(hào)染色體上已知的三個(gè)突變基因可能與窄葉性狀出現(xiàn)有關(guān)。這三個(gè)突變基因中堿基發(fā)生的變化如下表所示。

突變基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
堿基變化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白質(zhì)	與野生型分子結(jié)構(gòu)無(wú)差異	與野生型有一個(gè)氨基酸不同	長(zhǎng)度比野生型明顯變短

由上表推測(cè)，基因Ⅰ的突變沒(méi)有發(fā)生在____________________序列，該基因突變________________（填“會(huì)”或“不會(huì)”）導(dǎo)致窄葉性狀�；�因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長(zhǎng)度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導(dǎo)致________________________。

（5）隨機(jī)選擇若干株 F2 窄葉突變體進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的 36 次測(cè)序結(jié)果中該位點(diǎn)的堿基 35 次為 T，基因Ⅲ的 21 次測(cè)序結(jié)果中該位點(diǎn)均為堿基 TT 缺失。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，窄葉突變體是由于基因____________________發(fā)生了突變。

（6）F2 群體野生型 122 株，窄葉突變體 39 株，仍符合 3:1 的性狀分離比，其原因可能是________。

Answer 1

【答案】增添、缺失、替換 細(xì)胞數(shù)目減少 而不是單個(gè)細(xì)胞寬度變窄 （單株）葉片寬窄 一對(duì) 隱性 密碼子對(duì)應(yīng)（或“編碼”） 不會(huì) 翻譯提前終止 Ⅱ、Ⅲ（同時(shí)） 基因Ⅱ、Ⅲ之間未發(fā)生交叉互換（或“基因Ⅱ、Ⅲ中的一個(gè)突變對(duì)性狀無(wú)影響”）

【解析】

1.基因突變是DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變；堿基對(duì)的增添、缺失或替換如果發(fā)生在基因的非編碼區(qū)，則控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列不會(huì)發(fā)生改變，如果發(fā)生在編碼區(qū)，則可能因此基因控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變，堿基對(duì)替換往往只有一個(gè)密碼子發(fā)生改變，翻譯形成的蛋白質(zhì)中的一個(gè)氨基酸發(fā)生變化，堿基對(duì)增添或缺失往往會(huì)引起從突變點(diǎn)之后的多個(gè)密碼子發(fā)生變化，基因控制合成的蛋白質(zhì)的多個(gè)氨基酸發(fā)生改變。

2.分析題圖可知，與突變體相比，野生型細(xì)胞個(gè)數(shù)明顯多于突變型，而野生型和突變體的每個(gè)細(xì)胞的寬度相同，因此突變體窄葉是由于細(xì)胞數(shù)目減少，而不是每個(gè)細(xì)胞的寬度變窄。

（1）由基因突變的概念可知，導(dǎo)致基因突變的原因是堿基對(duì)的增添、缺失或替換。

（2）由柱形圖分析可知，窄葉性狀出現(xiàn)是由于基因突變導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)目減少造成的，每個(gè)細(xì)胞的寬度沒(méi)有變窄。

（3）窄葉突變體與野生型水稻雜交，F1均為野生型，F1自交，測(cè)定 F2 水稻的（單株）葉片寬窄，結(jié)果為野生型與突變型之比接近3：1，說(shuō)明突變型窄葉是隱性性狀，且由一對(duì)等位基因控制。

（4）由表格信息可知，基因Ⅰ的突變是堿基對(duì)增添造成的，突變基因控制合成的蛋白質(zhì)分子沒(méi)有改變，最可能的原因是突變發(fā)生在非編碼區(qū)；由于蛋白質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化，該基因突變不會(huì)導(dǎo)致窄葉性狀；基因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長(zhǎng)度明顯變短，說(shuō)明基因突變使基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上的終止密碼子提前，導(dǎo)致翻譯提前終止。

（5）選擇若干株F2窄葉突變體進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測(cè)序結(jié)果中該位點(diǎn)的堿基35次為T，說(shuō)明存在突變基因Ⅱ，基因Ⅲ的21次測(cè)序結(jié)果中該位點(diǎn)均為堿基TT缺失，說(shuō)明該突變體同時(shí)存在突變基因Ⅲ。

（6）F2群體野生型122株，窄葉突變體39株，仍符合3：1的性狀分離比，說(shuō)明雖然同時(shí)存在突變基因Ⅱ、Ⅲ，但是基因Ⅱ、Ⅲ之間未發(fā)生交叉互換或其中一個(gè)突變對(duì)性狀無(wú)影響。