Question

科学家发现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．
（1）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（旱敏基因）．R、r的部分核苷酸序列为r：ATAAGCATGACATTA R：ATAAGCAAGACATTA抗旱基因突变为旱敏基因的原因是

 

．
（2）已知抗旱性和多颗粒（用D表示）属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上．纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F₁自交，选择，不断种植和观察，直到选出稳定遗传的抗旱多颗粒新品种：
①此种育种方法的原理是

 

．
②F₂抗旱多颗粒植株中能稳定遗传的个体占

 

．
③若拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交．从理论上讲F₃中旱敏型植株的比例是

 

．
（3）利用抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）两植物品种做亲本，可以通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种（RrDd）．
①利用Rrdd和rrDd的个体通过

 

得到单倍体幼苗，再用

 

得到纯合二倍体；
②从二倍体中选择表现型为

 

和

 

的个体杂交，即可获得RrDd个体．

Answer 1

考点：基因突变的特征,杂交育种

专题：

分析：1、分析R和r的碱基序列可知，R和r有一个碱基发生变化，因此R突变成r是碱基对发生替换；由题意可知，该抗旱基因是通过影响糖类代谢影响抗旱性能的，因此是该抗旱基因是通过控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程进而控制抗旱这一性状的；
2、由题意知，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；
3、由题意知，该实验的目的是用抗旱型少颗粒和旱敏型多颗粒通过一次杂交，培育抗旱型多颗粒杂交种，因此可以采用先用基因型为Rrdd和rrDd的植株通过单倍体育种得到基因型为RRdd和rrDD的植株，然后让它们杂交得到抗旱型多颗粒杂交种．

解答： 解：（1）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．
（2）由题干信息知，①此种育种方法为杂交育种，原理是基因重组；
②亲本基因型为rrDD、RRdd，F₁的基因型为RrDd．①F₁自交，F₂抗旱型多颗粒植株占

9

16

，其中能稳定遗传的个体占（RRDD）所占比例为

1

9

．
②拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余的植株中RR占

1

3

，Rr占

2

3

，自交所得F₃中旱敏型植株（rr）所占比例为

2

3

×

1

4

=

1

6

．
（3）由题意知，该实验的目的是用抗旱型少颗粒和旱敏型多颗粒通过一次杂交，培育抗旱型多颗粒杂交种，因此可以采用先用基因型为Rrdd和rrDd的植株通过单倍体育种得到基因型为RRdd和rrDD的植株，然后让它们杂交得到抗旱型多颗粒杂交种．
故答案为：
（1）碱基对替换
（2）①基因重组   
 ②

1

9

　
③

1

6

（3）花药离体培养  秋水仙素处理幼苗    抗旱少颗粒   旱敏多颗粒

点评：本题考查了生物变异与育种的知识，对基因突变的概念、基因对性状的控制途径及基因的自由组合定律的综合理解应用，把握知识点间的内在联系是解题的关键．