Question

20．科学家发现多数抗早性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到．请回答下列问题：
（l）这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能找到，究其根本原因是基因的选择性表达．
（2）现有某抗早农作物，体细胞内有一个抗早基因（R），其等位基因为r（旱敏基因）．
研究发现R、r的部分核苷酸序列如下：
R：ATAAGCAAGACATTA    r：ATAAGCATGACATTA
据此分析．抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是碱基对替换；
研究得知与杭旱有关的代谢产物主要是糖类，则该抗旱基因控制抗旱性欢的方式是基因控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程．
（3）己知抗旱性（R）对旱敏性（r）为显性，多颗粒（D）对少颗粒（d）为显性-两对等位基因分别位于两对同源染色体上．纯合的旱敏性多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株杂交，F₁自交，F₂抗早性多颗粒植株中双杂合子占的比例是$\frac{4}{9}$；若拔F₂中所有的旱敏性植株后，剩余植株自交，F₃中旱敏性植株的比例是$\frac{1}{6}$．
（4）请利用抗旱性少颗粒（Rrdd）和旱敏性多颗粒（rrDd）两植物品种作试验材料．
设计一个快速育种方案（仅含一次杂交），使后代个体全部都是抗旱性多颗粒杂交种（RrDd），用文字简要说明先用Rrdd和rrDd通过单倍体育种得到RRdd和rrDD，然后让它们杂交得杂种RrDd．

Answer 1

分析 1、细胞分化是细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，细胞分化的实质是基因的选择表达，其遗传物质不发生改变；
2、抗旱型（R）和多颗粒（D）属于显性性状，且控制这两种性状的基因位于两对同源染色体上，这两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律，根据亲本的表现型写出亲本的基因型，根据基因自由组合定律解答．

解答 解：（l）该代谢产物在茎、叶肉细胞中很难找到的根本原因是基因的选择性表达．
（2）对比R基因与r基因的核苷酸序列可知，R基因上的A被T取代从而突变成了r基因，这是碱基对的替换引起的基因突变．与抗旱有关的代谢产物是糖类，糖类的合成需要酶的催化，说明基因可以通过控制酶的合成来控制生物的新陈代谢．
（3）由题干信息知，亲本基因型为rrDD、RRdd，F₁的基因型为RrDd．①F₁自交，F₂抗旱型多颗粒植株中（4RrDd、2RRDd、2RrDD、1RRDD）双杂合子（RrDd）所占比例为$\frac{4}{9}$．②拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余的植株中RR占$\frac{1}{3}$，Rr占$\frac{2}{3}$，自交所得F₃中旱敏型植株（rr）所占比例为$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{6}$．
（4）单倍体育种能明显缩短育种年限，因此要快速育种应该选用单倍体育种的方法，即先用Rrdd和rrDd通过单倍体育种得到RRdd和rrDD，然后让它们杂交得杂种RrDd．
故答案为：
（1）基因的选择性表达
（2）碱基对替换       基因控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程
（3）$\frac{4}{9}$        $\frac{1}{6}$
（4）先用Rrdd和rrDd通过单倍体育种得到RRdd和rrDD，然后让它们杂交得杂种RrDd

点评 本题考查细胞分化、基因自由组合定律的实质及应用、基因与性状的关系等知识，要求考生识记细胞分化的概念，掌握细胞分化的实质；掌握基因自由组合定律的实质及其应用，能运用逐对分析法进行相关概率的计算；识记基因控制性状的方式，能结合所学的知识准确答题．