Question

抗旱性农作物因能在缺水环境下正常生长，所以其有重要的经济价值．多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液内的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞中却很难找到．
（1）解释为什么在抗旱性农作物的叶肉细胞中根难找到与抗旱有关的代谢产物

 

（2）现有一抗旱植物，其体细胞内有一个抗旱基因R，其等位基因为r（不抗旱）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA  R：ATAAGCAAGACATTA
①r基因由

 

条核苷酸链组成，请将对应部分补充完整

 

．
②己知旱敏型rr植物的分生区某细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变．其产生的两个子细胞基因型分别为Rr，rr，请在下面方框内画出该分生区细胞突变后的有丝分裂中期图

 

（3）现已制备足够多的R探针和r探针．通过探针来检测某植物相关的基因型．据图同答下列问题

①若已提取到某抗旱植物Rr的叶肉细胞总DNA，（、不能）

 

以DNA为模板直接扩增抗旱基因．扩增过程中寻找抗旱基因的位置依靠

 

．
②R或r基因经过处理变成单链DNA，若该处理方法不能用解旋酶，可以采取

 

方法处理．
③DNA杂交发生在

 

两者之间．
④若被检植物发生A现象．不发生C现象，则被检植物的基因型为

 

⑤若杂交斑的深浅与形成的杂交带数量成正相关，则ABC形成的杂交斑的深浅强度为

 

．
（4）为培育能稳定遗传的具抗旱性和多颗粒产量的农作物，科研人员按以下流程图进行杂交育种．
（注：已知抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制．）

①杂交育种利用的遗传学原理是

 

②在流程图中的“筛选和交配”环节中．你会用什么方法筛选具抗旱性和多颗粒的植物？

 

．
③最早在

 

代即可选出符合要求的品种．
④若考虑单倍体育种，则应在

 

代选取花粉粒．花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是

 

．

Answer 1

考点：生物变异的应用,细胞的分化,基因突变的特征,杂交育种

专题：

分析：根据题目所给信息“代谢产物能调节根部细胞液内的渗透压，而在叶肉细胞中却很难找到”说明与之相关的基因只在根细胞中表达．根据碱基配对原则（A和T配对、C和G配对），r基因互补链核苷酸序列应该为TATTCGTACTGTAAT．根据提供的子细胞的基因组成（Rr和rr）可推知，rr复制后变成了Rrrr，即只涉及一个基因发生的突变．杂交育种的遗传学原理是基因重组．在杂交育种过程中，自交代数越多，所得的纯合体所占的比例越高．F₂中就出现了所要的品种，但不能筛选出来；需要再自交一代，从F₃中选出我们需要的品种．F₁的细胞中就具有两种优良基因，经过减数分裂，两个优良基因会重组在一个配子中，培养该配子，并在幼苗期用秋水仙素处理，就能得到我们需要的品种．配子细胞内有一个染色体组，即控制该生物生长发育、遗传变异的全部遗传信息．

解答： 解：（1）在植物体的每个活细胞内都含有全部的遗传信息，但在不同细胞中表达的产物不同，因为基因进行了选择性表达，从而使得在抗旱性农作物的叶肉细胞中很难找到与抗旱有关的代谢产物．
（2）①根据碱基配对原则（A和T配对、C和G配对），r基因互补链核苷酸序列应该为TATTCGTACTGTAAT．
②由题意可知，己知旱敏型rr植物的分生区某细胞在有丝分裂过程中发生了基因突变．其产生的两个子细胞基因型分别为Rr和rr，表明分生区细胞突变后的有丝分裂中期图应含有姐妹染色单体，染色体的着丝点排列在细胞中央的赤道板上，且只有一条染色体的一个单体上的r基因突变成了R基因．该分生区细胞突变后的有丝分裂中期图为：

（3）①叶肉细胞总的DNA带有全部的遗传信息，所以能以DNA为模板扩增抗旱基因．在扩增过程中，要依靠引物来寻找抗旱基因的位置．
②DNA分子双链之间通过氢键相连，可用解旋酶将其分开，也可用加热的方法进行处理．
③滤膜上DNA分子杂交发生在探针与R或r基因两者之间．
④若被检植物发生A现象，不发生C现象，说明细胞中只有R基因，没有r基因，因此被检植物的基因型为RR．
⑤由于AC中都只有1个杂交斑，而B中有2个杂交斑，所以ABC形成的杂交斑的深浅强度为A=C＞B．
（4）①杂交育种利用的遗传学原理是基因重组．
②在干旱的环境中种植以筛选抗旱性植物，然后让抗旱性植物自交，筛选多颗粒的植物作为种子，多次重复以上操作以提高纯合性，这样可以筛选具抗旱性和多颗粒的植物．
③由于F₂中就出现了所要的品种，但不能筛选出来，所以最早在F₃代即可选出符合要求的品种．
④若考虑单倍体育种，则应在F₁代选取花粉粒．花粉细胞能发育成单倍体植株，表现出全能性，原因是细胞内含有发育为完整个体所需的全套遗传物质．
故答案为：
（1）基因选择性表达
（2）①两    TATTCGTACTGTAAT    ②见下图

（3）①能   引物   ②加热    ③探针与R基因或r基因      ④RR   ⑤A=C＞B
（4）①基因重组
②在干旱的环境中种植以筛选抗旱性植物，然后让抗旱植物自交，筛选多颗粒的植物作为种子，多次重复以上操作以提高纯合性
③F₃         ④F₁    细胞内有全套遗传物质

点评：本题以基因突变、基因工程和杂交育种图为载体，考查育种的方法，意在考查考生的识图能力和识记能力；重点考查变异在育种上的应用，要求学生熟练掌握可遗传变异的类型，及基因工程和杂交育种的原理、方法、优缺点和典例．