Question

4．干旱是影响农作物产量的一个世界性灾害，科学家在研究中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，调节根部细胞细胞液的渗透压，而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的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA．抗旱基因突变为旱敏基因的原因是碱基对发生替换．在显微镜下不能（能/不能）看到该变化过程．研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状实现的．
（2）已知抗旱性和多颗粒属于显性，各由一对等位基因控制（多颗粒由D决定，少颗粒由d决定），且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：
①请写出亲本杂交获得F₁，F₁自交获得F₂的遗传图解．

②若拔掉F₂中所有的旱敏性植株后，剩余植株自交，从理论上讲F₃中旱敏性植株的比例是$\frac{1}{6}$．

Answer 1

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．

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．基因突变在显微镜下不能观察到．研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状实现的．
（2）已知抗旱性和多颗粒属于显性，各由一对等位基因控制（多颗粒由D决定，少颗粒由d决定），且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：
①根据题意可知，两对基因遵循基因的自由组合定律，因此亲本杂交获得F₁，F₁自交获得F₂的遗传图解可以表示为：

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$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{6}$．
故答案为：
（1）替换不能
基因通过控制酶的合成控制代谢进而控制生物的性状
（2）

②$\frac{1}{6}$

点评 本题考查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．