Question

15．水稻葉片寬窄受細胞數目和細胞寬度的影響，為探究水稻窄葉突變體的遺傳機理，科研人員進行了實驗．
（1）科研人員利用化學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)生堿基對的增添、缺失、替換，導致基因突變，獲得水稻窄葉突變體．
（2）測定窄葉突變體和野生型寬葉水稻的葉片細胞數目和單個細胞寬度，結果如下圖所示．該結果說明窄葉是由于細胞數目減少而不是單個細胞寬度變窄所致．
（3）將窄葉突變體與野生型水稻雜交，獲得的F₁．將F₁自交，然后種植F₂，并測定F₂水稻（單株）葉片寬窄，統(tǒng)計得到野生型122株，窄葉突變體39株．據此推測窄葉性狀是由一對隱性基因控制．
（4）研究發(fā)現(xiàn)，窄葉突變基因位于2號染色體上．科研人員推測2號染色體上已知的三個突變基因可能與窄葉性狀出現(xiàn)有關．這三個突變基因中堿基發(fā)生的變化如表所示．

突變基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
堿基變化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白質	與野生型分子結構無差異	與野生型有一個氨基酸不同	長度比野生型明顯變短

由表推測，基因Ⅰ的突變不會（填“會”或“不會”）導致窄葉性狀．基因Ⅲ突變使蛋白質長度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導致翻譯提前終止．
（5）隨機選擇若干株F₂窄葉突變體進行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結果中該位點的堿基35次為T，基因Ⅲ的21次測序結果中該位點均為堿基TT缺失．綜合上述實驗結果判斷，窄葉突變體是由于基因Ⅱ、Ⅲ同時發(fā)生了突變．

Answer 1

分析 1、基因突變是DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結構的改變；堿基對的增添、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的氨基酸序列不會發(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的氨基酸序列改變，堿基對替換往往只有一個密碼子發(fā)生改變，翻譯形成的蛋白質中的一個氨基酸發(fā)生變化，堿基對增添或缺失往往會引起從突變點之后的多個密碼子發(fā)生變化，基因控制合成的蛋白質的多個氨基酸發(fā)生改變．
2、分析題圖可知，與突變體相比，野生型細胞個數明顯多于突變型，而野生型和突變體的每個細胞的寬度相同，因此突變體窄葉是由于細胞數目減少，而不是每個細胞的寬度變窄．

解答 解：（1）由基因突變的概念可知，導致基因突變的原因是堿基對的增添、缺失或替換．
（2）由柱形圖分析可知，窄葉性狀出現(xiàn)是由于基因突變導致細胞數目減少造成的，每個細胞的寬度沒有變窄．
（3）窄葉突變體與野生型水稻雜交，F(xiàn)₁均為野生型，F(xiàn)₁自交，野生型與突變型之比接近3：1，說明突變型窄葉是隱性性狀，由一對隱性基因控制．
（4）由表格信息可知，基因Ⅰ的突變是堿基對增添造成的，突變基因控制合成的蛋白質分子沒有改變，最可能的原因是突變發(fā)生在非編碼區(qū)；由于蛋白質沒有發(fā)生變化，該基因突變不會導致窄葉性狀；基因Ⅲ突變使蛋白質長度明顯變短，說明基因突變使基因轉錄形成的mRNA上的終止密碼子提前，翻譯提前終止．
（5）選擇若干株F₂窄葉突變體進行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結果中該位點的堿基35次為T，說明存在突變基因Ⅱ，基因Ⅲ的21次測序結果中該位點均為堿基TT缺失，說明該突變體同時存在突變基因Ⅲ．
故答案為：
（1）增添、缺失、替換（或填“替換、缺失”）
（2）細胞數目減少而不是單個細胞寬度變窄
（3）（單株）葉片寬窄         一對隱性基因
（4）不會       翻譯提前終止
（5）Ⅱ、Ⅲ同時

點評 本題的知識點是基因突變的概念和實質，基因突變對生物性狀影響的機理，基因分離定律的實質，旨在考查學生分析題干獲取信息的能力，理解所學知識的要點，把握知識的內在聯(lián)系，并結合題干信息綜合解答問題的能力．