Question

3．棉是一種與人類生活關(guān)系密切的作物，科學家對棉植植株進行了相關(guān)的研究．

（1）抗旱性棉能通過細胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細胞液內(nèi)的滲透壓．此代謝產(chǎn)物在葉肉和莖部細胞中很難找到，而在根部細胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是基因的選擇性表達．研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，那么可以推測出基因是通過控制酶的合成來控制代謝過程實現(xiàn)的．
（2）現(xiàn)有一不抗旱棉（基因型rr）的根部分生區(qū)某細胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變，產(chǎn)生兩個子細胞的基因型分別為Rr、rr．該細胞在有絲分裂中期染色體上基因突變情況為丙（從圖1甲、乙、丙、丁四圖中選出）．基因r的部分核苷酸序列轉(zhuǎn)錄出的mRNA為：UAUUCGUACUGU；基因R的部分核苷酸序列轉(zhuǎn)錄出的mRNA為：UAUUCGUCCUGU．基因r突變?yōu)榛�因R后，發(fā)生改變的堿基對是：T→G．
（3）現(xiàn)有一抗旱棉（基因型Rrbb），其棉纖維呈深紅色，稱為深紅棉，發(fā)生了如圖2變化，產(chǎn)生了粉紅色的棉纖維（粉紅棉）的新品種．該變異屬于染色體的結(jié)構(gòu)變異，使排列在染色體上的基因數(shù)量發(fā)生改變．該抗旱粉紅棉新品種自交后，加入所有的后代均可發(fā)育并成活，后代出現(xiàn)抗旱粉紅色棉的概率是$\frac{3}{8}$．
（4）擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述粉紅棉的抗蟲性．通常從其它物種獲得抗蟲基因，將其與運載體用合適的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割后，通過DNA連接酶酶連接，形成重組NDA分子，再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細胞中，經(jīng)篩選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株．

Answer 1

分析 1、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．
2、基因控制性狀的方式：基因?qū)π誀畹目刂品绞剑孩倩�因通過控制酶的合成來影響細胞代謝，進而間接控制生物的性狀；②基因通過控制蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)來直接控制性狀．
3、基因突變是指基因中堿基對的增添、缺少或替換．

解答 解：（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．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．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．
（2）現(xiàn)有一不抗旱棉（基因型rr）的根部分生區(qū)某細胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變，產(chǎn)生兩個子細胞的基因型分別為Rr、rr．該細胞在有絲分裂中期染色體上基因突變情況為丙．基因r的部分核苷酸序列轉(zhuǎn)錄出的mRNA為：UAUUCGUACUGU；基因R的部分核苷酸序列轉(zhuǎn)錄出的mRNA為：UAUUCGUCCUGU．基因r突變?yōu)榛�因R后，發(fā)生改變的堿基對是T→G．
（3）根據(jù)題意和圖示分析可知：Ⅱ染色體發(fā)生了部分缺失，說明該變異屬于染色體的結(jié)構(gòu)變異，使排列在染色體上的基因數(shù)量發(fā)生改變．該抗旱粉紅棉新品種自交后，加入所有的后代均可發(fā)育并成活，后代出現(xiàn)抗旱粉紅色棉的概率是$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{3}{8}$．
（4）擬采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良上述粉紅棉的抗蟲性．通常從其它物種獲得抗蟲基因，將其與運載體用合適的限制性核酸內(nèi)切酶分別切割后，通過DNA連接酶連接，形成重組NDA分子，再轉(zhuǎn)移到該玉米的培養(yǎng)細胞中，經(jīng)篩選和培養(yǎng)等獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株．
故答案為：
（1）基因的選擇性表達     酶的合成來控制代謝過程
（2）丙   T→G
（3）染色體結(jié)構(gòu)       基因數(shù)量    $\frac{3}{8}$
（4）抗蟲基因（或目的基因）   運載體       DNA連接

點評 本題考查細胞分化、基因自由組合定律的實質(zhì)及應用、基因與性狀的關(guān)系等知識，要求考生識記細胞分化的概念，掌握細胞分化的實質(zhì)；掌握基因自由組合定律的實質(zhì)及其應用，能運用逐對分析法進行相關(guān)概率的計算；識記基因控制性狀的方式，能結(jié)合所學的知識準確答題．