Question

4．水稻的彎曲穗和直立穗是一對相對性狀，野生型水稻為彎曲穗．與直立穗相關(guān)的基因有多個，目前在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的直立穗品系是水稻9號染色體上DEP1基因的突變體--突變體1．
（1）用化學誘變劑EMS處理野生型水稻，并采用多代自交（填“雜交”、“測交”或“自交”），獲得一個新型直立穗穩(wěn)定遺傳品系-突變體2．為研究突變體2的遺傳特性，將其與純種野生型水稻進行雜交，得到F₁后進行自交，結(jié)果見表1．由此結(jié)果分析，其遺傳符合基因分離規(guī)律．半直立穗性狀出現(xiàn)說明直立穗基因?qū)�彎曲穗基因不完全顯性．
表1 突變體2直立穗特性的遺傳分析

組合	F1表現(xiàn)型	F2表現(xiàn)型及個體數(shù)
		彎曲穗	半直立穗	直立穗
野生型×突變體2	半直立穗	185	365	170

（2）檢測發(fā)現(xiàn)，突變體2直立穗基因（DEP2）位于7號染色體上．該基因突變使突變體2中相應(yīng)蛋白質(zhì)的第928位的精氨酸（AGG）置換成了甘氨酸（GGG）．利用DNA測序技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)該基因發(fā)生1個堿基對的改變．由此推測DEP2基因內(nèi)部的變化可能是堿基替換．
（3）已知突變體1直立穗的遺傳特性與突變體2相同．將突變體1純合子與突變體2純合子雜交，然后將F₁與野生型進行雜交，若F₂表現(xiàn)型及比例為彎曲穗：半彎曲穗：直立穗=1：2：1（細胞含2個或以上直立穗基因則表現(xiàn)為直立穗），則證明DEP1基因與DEP2基因互為非同源染色體上的非等位基因．
（4）研究還發(fā)現(xiàn)另一種直立穗水稻突變體，表現(xiàn)出產(chǎn)量明顯下降的特征．其突變發(fā)生于基因DEP3內(nèi)部，突變基因編碼的mRNA中部被插入3個相鄰的堿基GGC，推測翻譯后蛋白質(zhì)分子量發(fā)生的變化為a、b（從以下選項中選擇）．
a．變大           b．變小       c．不變．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖表分析可知：野生型與突變體2雜交，后代出現(xiàn)了半直立穗，說明直立穗基因?qū)�彎曲穗基因是不完全顯性的．F₁半直立穗自交，F(xiàn)₂中彎曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，其比例遵循基因的分離定律．

解答 解：（1）水稻是雌雄同株植物，用化學誘變劑EMS處理野生型水稻，并采用多代自交，獲得一個新型直立穗穩(wěn)定遺傳品系-突變體2．為研究突變體2的遺傳特性，將其與純種野生型水稻進行雜交，得到F₁后進行自交，F(xiàn)₂中彎曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，由此結(jié)果分析，其遺傳符合基因的分離規(guī)律．半直立穗性狀出現(xiàn)說明直立穗基因?qū)�彎曲穗基因不完全顯性．
（2）檢測發(fā)現(xiàn)，突變體2直立穗基因（DEP2）位于7號染色體上．該基因突變使突變體2中相應(yīng)蛋白質(zhì)的第928位的精氨酸（AGG）置換成了甘氨酸（GGG）．因此可利用DNA測序技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)該基因發(fā)生1個堿基對的改變．由此推測DEP2基因內(nèi)部的變化可能是堿基替換即A-T變成G-C．
（3）已知突變體1直立穗的遺傳特性與突變體2相同．將突變體1純合子與突變體2純合子雜交，然后將F₁與野生型進行雜交，若F₂表現(xiàn)型及比例為彎曲穗：半彎曲穗：直立穗=1：2：1，則證明DEP1基因與DEP2基因互為非同源染色體上的非等位基因．
（4）如果突變發(fā)生于基因DEP3內(nèi)部，突變基因編碼的mRNA中部被插入3個相鄰的堿基GGC，翻譯后蛋白質(zhì)分子量變大；也可能導致突變位點之后提前出現(xiàn)終止密碼子，進而導致翻譯過程提前終止，使翻譯后蛋白質(zhì)分子量變�。�
故答案為：
（1）自交     基因分離      不完全顯性
（2）DNA測序       堿基替換
（3）彎曲穗：半彎曲穗：直立穗=1：2：1        非同源染色體上的非等位基因
（4）a、b

點評 本題考查基因分離定律和基因自由組合定律的相關(guān)知識，意在考查學生的圖表分析能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．