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)生堿基對的_____，導(dǎo)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(xì)胞數(shù)目和單個細(xì)胞寬度，結(jié)果如圖所示。說明窄葉是由于_________所致。

(3)研究發(fā)現(xiàn)，窄葉突變基因位于 2 號染色體上�？蒲腥藛T推測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(guān)。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(zhì)	與野生型分子結(jié)構(gòu)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

由上表推測，基因Ⅰ的基因突變___ （填“會”或“不會”）導(dǎo)致窄葉性狀�；�因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導(dǎo)致_________

(4)隨機(jī)選擇若干株 F2 窄葉突變體進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的 36 次測序結(jié)果中該位點(diǎn)的堿基 35 次為T，基因Ⅲ的 21 次測序結(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________（填“Ⅱ”或“Ⅲ”或“Ⅱ、Ⅲ同時”）發(fā)生了突變。

Answer 1

【答案】增添、缺失、替換細(xì)胞數(shù)目減少(而不是單個細(xì)胞寬度變窄)不會翻譯提前終止（終止密碼子提前）Ⅱ、Ⅲ同時

【解析】

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(jié)構(gòu)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(zhì)的氨基酸序列不會發(fā)生改變，如果發(fā)生在編碼區(qū)，則可能因基因控制合成的蛋白質(zhì)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(zhì)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(diǎn)之后的多個密碼子發(fā)生變化，基因控制合成的蛋白質(zhì)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(xì)胞個數(shù)明顯多于突變型，而野生型和突變體的每個細(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，每個細(xì)胞的寬度沒有變窄。

（3）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(zhì)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(zhì)沒有發(fā)生變化，該基因突變不會導(dǎo)致窄葉性狀；基因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長度明顯變短，說明基因突變使基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上的終止密碼子提前，翻譯提前終止。

（4）選擇若干株F2窄葉突變體進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結(jié)果中該位點(diǎn)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(jié)果中該位點(diǎn)均為堿基TT缺失，說明窄葉突變體是由于基因Ⅱ、Ⅲ同時發(fā)生了突變。