Question

7．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞和莖部細(xì)胞中卻很難找到．請(qǐng)回答下列問題：
（l）這種代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細(xì)胞中很難找到，而在根部細(xì)胞中卻能找到，究其根本原因是基因的選擇性表達(dá)．
（2）現(xiàn)有某抗旱農(nóng)作物，體細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)抗旱基因（R），其等位基因?yàn)閞（旱敏基因）．
研究發(fā)現(xiàn)R、r的部分核苷酸序列如下：抗旱基因（R）：CAAG   旱敏基因（r）：CATG．據(jù)此分析，抗旱基因突變?yōu)楹得艋�因的根本原因是堿基對(duì)替換．
（3）己知抗旱性（R）對(duì)旱敏性（r）為顯性，多顆粒（D）對(duì)少顆粒（d）為顯性，兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源常染色體上．純合的旱敏性多顆粒植株與純合的抗旱性少顆粒植株雜交，F(xiàn)₁自交，F(xiàn)₂抗旱性多顆粒植株中雙雜合子占的比例是$\frac{4}{9}$．若拔除F₂中所有的旱敏性植株后，剩余植株隨機(jī)交配，F(xiàn)₃中旱敏性植株的比例是$\frac{1}{9}$．
（4）請(qǐng)利用抗旱性少顆粒（Rrdd）和旱敏性多顆粒（rrDd）兩植物品種作試驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)一個(gè)快速育種方案，使后代個(gè)體全部都是抗旱性多顆粒雜交種（RrDd），用文字簡(jiǎn)要說(shuō)明
第一步：用（Rrdd）和（rrDd）通過單倍體育種得到（RRdd）和（rrDD）；
第二步：然后讓它們雜交得雜交種（RrDd）．

Answer 1

分析 1、起源相同的一種或一類細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程叫細(xì)胞分化，細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，同一個(gè)體的不同體細(xì)胞核內(nèi)的基因相同，由于不同細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的執(zhí)行情況不同，因此不同細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)的種類、數(shù)量不同，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能不同．
2、基因突變是DNA中堿基對(duì)的增添、缺失或替換而引起基因結(jié)構(gòu)的改變，基因突變后，轉(zhuǎn)錄形成的密碼子發(fā)生改變，有可能導(dǎo)致翻譯形成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列發(fā)生改變，進(jìn)而改變細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能．
3、基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，同時(shí)位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合．

解答 解：（1）由于基因的選擇性表達(dá)，抗旱細(xì)胞代謝產(chǎn)物在根細(xì)胞中表達(dá)，在莖部和葉肉細(xì)胞中不表達(dá)，因此這種代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細(xì)胞中很難找到，而在根部細(xì)胞中卻能找到．
（2）由題意知，抗旱基因的脫氧核苷酸序列是CAAG，旱敏基因的脫氧核苷酸序列是CATG，A被T替換，因此抗旱基因突變?yōu)楹得艋�因的根本原因是堿基對(duì)替換．
（3）由題意知，抗旱性（R）對(duì)旱敏性（r）為顯性，多顆粒（D）對(duì)少顆粒（d）為顯性，兩對(duì)等位基因分別位于兩對(duì)同源常染色體上，因此遵循自由組合定律，純合的旱敏性多顆粒植株的基因型是rrDD，純合的抗旱性少顆粒植株的基因型是RRdd，二者雜交子一代的基因型是RrDd，F(xiàn)₁自交，F(xiàn)₂的基因型及比例是R_D_：R_dd：rrD_：rrdd=9：3：3：1，其中R_D_是抗旱性多顆粒植株，其中雙雜合子是RrDd，占抗旱性多顆粒植株的比例是$\frac{2}{3}×\frac{2}{3}=\frac{4}{9}$；對(duì)于抗旱和旱敏這一對(duì)相對(duì)性狀來(lái)說(shuō)，子二代的基因型及比例是RR：Rr：rr=1：2：1，除掉旱敏植株rr，抗旱植株RR：Rr=1：2，隨機(jī)交配，F(xiàn)₃中旱敏性植株的比例rr=$\frac{2}{3}×\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{9}$．
（4）利用抗旱性少顆粒（Rrdd）和旱敏性多顆粒（rrDd）兩植物品種作試驗(yàn)材料，設(shè)培育出后代個(gè)體全部都是抗旱性多顆粒雜交種（RrDd），第一步先培育出RRdd、rrDD的個(gè)體，快速獲得純合體的方法是單倍體育種，然后讓RRdd與rrDD雜交，得到的后代都是基因型為RrDd個(gè)體．
故答案為：
（1）基因的選擇性表達(dá)
（2）堿基對(duì)替換
（3）$\frac{4}{9}$     $\frac{1}{9}$
（4）第一步：用（Rrdd）和（rrDd）通過單倍體育種得到（RRdd）和（rrDD）
第二步：然后讓它們雜交得雜交種（RrDd）

點(diǎn)評(píng) 本題旨在考查學(xué)生理解細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)和基因突變的實(shí)質(zhì)和類型，基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)，變異在育種中的應(yīng)用，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識(shí)結(jié)合題干信息進(jìn)行推理、解答問題．