高中 | 第1 节 基因突变和基因重组 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第五章 基因突变及其他变异

第1 节 基因突变和基因重组

科研人员利用化学诱变剂甲磺酸乙酯(简称$\rm EMS$)诱发水稻$\rm D11$基因突变,选育出一种纯合矮秆水稻突变植株(甲)。将该种矮秆水稻与正常水稻杂交,$\rm F_{2}$表型及比例为正常植株:矮秆植株$\rm =3:1$$\rm D11$基因的作用如下图所示(注:油菜素内酯$\rm BR$为一种植物激素,能促进细胞伸长生长,促进植株长高)。请分析并回答下列问题:

  

$\rm D11$基因表达产物与性状的关系可以看出,基因通过控制酶的合成来控制                 ,进而控制生物体的性状。

[["代谢过程"]]

从图中可以看到,$\rm D11$基因控制合成$\rm CYP724B1$酶,该酶参与油菜素内酯($\rm BR$)的合成过程,所以基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。

$\rm EMS$诱发$\rm D11$基因发生了                 (填“显性”或“隐性”)突变,从而抑制$\rm CYP724B1$酶的合成,使细胞内$\rm BR$含量减少,导致产生矮秆性状。

[["隐性"]]

$\rm F_{2}$表型及比例为正常植株∶矮秆植株$\rm =3$$\rm 1$,说明正常相对于矮秆为显性,由此可见$\rm EMS$诱发$\rm D11$基因发生了隐性突变,抑制$\rm CYP724B1$酶的合成,使水稻植株内$\rm BR$含量减少,进而产生矮秆性状。

科研人员利用$\rm EMS$又选育出若干株纯合矮秆水稻突变植株(乙)。现将甲、乙水稻植株杂交,以判断乙水稻矮秆性状的产生原因是否与甲水稻相同(仅由$\rm D11$基因突变引起的),还是仅由$\rm D61$基因发生突变引起的(其他情况不作考虑)。

①若杂交子一代皆表现为正常植株,则表明乙水稻矮秆性状是仅由$\rm D61$基因发生                (填“显性”或“隐性”)突变所致,并可以预测子一代自交产生的子二代表型种类及比例为:                                   

②若杂交子一代为矮秆植株,尚不能确定乙水稻矮秆性状的产生原因。科研人员进一步设计实验探究:

实验方案:杂交子一代矮秆植株苗期喷施$\rm BR$,分析统计成熟植株的表型及比例。

预期实验结果及结论:

若植株全为正常植株,则乙水稻矮秆性状的产生原因是                                                                  

若植株全为矮秆植株,则乙水稻矮秆性状的产生原因是                                                                   

[["

隐性;正常植株:矮秆植株$\\rm =9:7/$矮秆植株:正常植株$\\rm =7:9$;与甲水稻相同$\\rm /$仅由$\\rm D11$基因突变引起的$\\rm /$仅由$\\rm D11$基因发生隐性突变引起的;仅由$\\rm D61$基因发生显性突变引起的

"]]

①若杂交一子代皆表现为正常植株,说明$\rm D11$基因能控制合成$\rm CYP724B1$酶,进而形成$\rm BR$,且$\rm BR$的受体也能正常合成,这表明乙水稻矮秆性状是由$\rm D61$基因发生隐性突变引起的,设$\rm D11$基因正常为$\rm A$,突变后为$\rm a$$\rm D61$基因正常为$\rm B$,突变后为$\rm b$。甲的基因型为$\rm aaBB$,乙的基因型为 $\rm AAbb$,子一代基因型为$\rm AaBb$。子一代自交,根据自由组合定律,子二代表型种类及比例为正常植株($\rm A_{-}B_{-}$ ):矮秆植株($\rm A_{-}bb$$\rm aaB_{-}$$\rm aabb$$\rm =9:7$

②若乙水稻矮秆性状的产生原因是与甲水稻相同(仅由$\rm D11$基因突变引起的),则其矮秆性状形成的原因是不能合成$\rm CYP724B1$酶,导致$\rm BR$不能形成所致,可通过给杂交子一代矮秆植株苗期喷施$\rm BR$,分析统计植株的表型及比例来判断,若成熟植株全为正常植株,说明乙水稻$\rm D61$基因没有发生显性突变,则乙水稻矮秆性状的产生原因与甲水稻相同;若成熟植株全为矮秆植株,则乙水稻矮秆性状的产生是仅由$\rm D61$基因发生显性突变引起的。

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