Question

甲磺酸乙酯（EMS）能使鳥嘌呤（G）的N位置上帶有乙基而成為7-乙基鳥嘌呤，這種鳥嘌呤不與胞嘧啶（C）配對(duì)而與胸腺嘧啶（T）配對(duì)，從而使DNA序列中G-C對(duì)轉(zhuǎn)換成A-T對(duì)．育種專家為獲得更多的變異水稻親本類型，常先將水稻種子用EMS溶液浸泡，再在大田種植，通過選育可獲得株高、穗形、葉色等性狀變異的多種植株．請(qǐng)回答下列問題：
（1）下圖表示水稻一個(gè)基因片段的部分堿基序列．若用EMS溶液浸泡處理水稻種子后，該DNA序列中所有鳥嘌呤（G）的N位置上均帶有了乙基而成為7-乙基鳥嘌呤．請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)方框的空白處，繪出經(jīng)過一次DNA復(fù)制后所形成的兩個(gè)DNA分子（片段）的堿基序列．

 

（2）水稻矮桿是一種優(yōu)良性狀．某純種高稈水稻種子經(jīng)EMS溶液浸泡處理后仍表現(xiàn)為高桿，但其自交后代中出現(xiàn)了一定數(shù)量的矮桿植株．請(qǐng)簡(jiǎn)述該矮桿植株形成的過程

 

．
（3）某水稻品種經(jīng)處理后光反應(yīng)酶的活性顯著提高，這可能與相關(guān)基因突變有關(guān)．在葉肉細(xì)胞內(nèi)控制光反應(yīng)酶的相關(guān)基因可能分布于

 

（填細(xì)胞結(jié)構(gòu)名稱）中．
（4）已知水稻的穗形受兩對(duì)等位基因（Sd₁和sd₁、Sd₂和sd₂）共同控制，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳，并表現(xiàn)為基因互作的累加效應(yīng)，即：基因型為Sd₁_Sd₂_的植株表現(xiàn)為大穗，基因型為sd₁sd₁Sd₂_、Sd₁_sd₂sd₂的植株均表現(xiàn)為中穗，而基因型為sd₁sd₁sd₂sd₂的植株則表現(xiàn)為小穗．某小穗水稻種子經(jīng)EMS處理后，表現(xiàn)為大穗．為了獲得穩(wěn)定遺傳的大穗品種，下一步應(yīng)該采取的方法可以是

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)表明，某些水稻種子經(jīng)甲磺酸乙酯（EMS）處理后，DNA序列中部分G-C堿基對(duì)轉(zhuǎn)換成A-T堿基對(duì)，但性狀沒有發(fā)生改變，其可能的原因有

 

（至少寫出兩點(diǎn)）．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：本題是對(duì)基因突變的概念、特點(diǎn)和誘變育種的考查，基因突變是基因的堿基對(duì)的增添、缺失或替換，基因突變具有低頻性、不定向性和多害少利性；由題意可知，甲磺酸乙酯（EMS）進(jìn)行育種的原理是甲磺酸乙酯（EMS）能使DNA中堿基對(duì)發(fā)生替換，因此屬于基因突變，該過程中染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目不變．

解答： 解：（1）DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，所以經(jīng)過一次DNA復(fù)制后所形成的兩個(gè)DNA分子（片段）的堿基序列為：

（2）由于高稈基因經(jīng)處理發(fā)生隱性突變，自交后代因性狀分離而出現(xiàn)矮稈．因此，純種高稈水稻種子經(jīng)EMS溶液浸泡處理后仍表現(xiàn)為高稈，但其自交后代中出現(xiàn)了一定數(shù)量的矮稈植株．
（3）在葉肉細(xì)胞內(nèi)控制光反應(yīng)酶的相關(guān)基因可能分布于細(xì)胞核、葉綠體中．
（4）由于雜合體自交后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離，所以取大穗水稻品種連續(xù)自交，直至獲得能穩(wěn)定遺傳的大穗品種，即可獲得穩(wěn)定遺傳的大穗品種．
（5）基因突變不一定會(huì)改變生物的性狀，其原因有：①體細(xì)胞中某基因發(fā)生改變，生殖細(xì)胞中不一定出現(xiàn)該基因．②若該親代DNA上某個(gè)堿基對(duì)發(fā)生改變產(chǎn)生的是一個(gè)隱性基因，并將該隱性基因傳給子代，而子代為雜合子，則隱性性狀不會(huì)表現(xiàn)出來．③根據(jù)密碼子的簡(jiǎn)并性，有可能翻譯出相同的氨基酸．④性狀表現(xiàn)是遺傳基因和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，在某些環(huán)境條件下，改變了的基因可能并不會(huì)在性狀上表現(xiàn)出來等．
故答案為：
（1）

（2）高桿基因經(jīng)處理發(fā)生（隱性）突變，自交后代（或F₁）因性狀分離出現(xiàn)矮桿
（3）細(xì)胞核、葉綠體
（4）取大穗水稻品種連續(xù)自交，直至獲得能穩(wěn)定遺傳的大穗品種（或取該大穗水稻的花藥離體培養(yǎng)，用秋水仙素處理幼苗獲取純合體，選取其中的大穗個(gè)體即可）
（5）密碼子具有簡(jiǎn)并性（或突變后的密碼子對(duì)應(yīng)同一種氨基酸）；突變發(fā)生在基因的非編碼序列；突變發(fā)生在DNA的非基因區(qū)段；該突變?yōu)殡[性突變；突變后的基因在環(huán)境中不能表達(dá)

點(diǎn)評(píng)：本題的知識(shí)點(diǎn)是基因突變的概念、基因突變的特點(diǎn)，誘變育種的原理，突變基因的顯隱性的判斷，對(duì)于有害基因的檢測(cè)方法等．對(duì)于基因突變的概念、基因突變的特點(diǎn)、誘變育種的原理的理解與掌握是解題的關(guān)鍵．