Question

抗旱性農作物因能在缺水環(huán)境下正常生長，所以其有重要的經(jīng)濟價值．多數(shù)抗旱性農作物能通過細胞代謝，產生一種代謝產物，調節(jié)根部細胞液內的滲透壓，此代謝產物在葉肉細胞中卻很難找到．
（1）解釋為什么在抗旱性農作物的葉肉細胞中根難找到與抗旱有關的代謝產物

 

（2）現(xiàn)有一抗旱植物，其體細胞內有一個抗旱基因R，其等位基因為r（不抗旱）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA  R：ATAAGCAAGACATTA
①r基因由

 

條核苷酸鏈組成，請將對應部分補充完整

 

．
②己知旱敏型rr植物的分生區(qū)某細胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變．其產生的兩個子細胞基因型分別為Rr，rr，請在下面方框內畫出該分生區(qū)細胞突變后的有絲分裂中期圖

 

（3）現(xiàn)已制備足夠多的R探針和r探針．通過探針來檢測某植物相關的基因型．據(jù)圖同答下列問題

①若已提取到某抗旱植物Rr的葉肉細胞總DNA，（、不能）

 

以DNA為模板直接擴增抗旱基因．擴增過程中尋找抗旱基因的位置依靠

 

．
②R或r基因經(jīng)過處理變成單鏈DNA，若該處理方法不能用解旋酶，可以采取

 

方法處理．
③DNA雜交發(fā)生在

 

兩者之間．
④若被檢植物發(fā)生A現(xiàn)象．不發(fā)生C現(xiàn)象，則被檢植物的基因型為

 

⑤若雜交斑的深淺與形成的雜交帶數(shù)量成正相關，則ABC形成的雜交斑的深淺強度為

 

．
（4）為培育能穩(wěn)定遺傳的具抗旱性和多顆粒產量的農作物，科研人員按以下流程圖進行雜交育種．
（注：已知抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對等位基因控制．）

①雜交育種利用的遺傳學原理是

 

②在流程圖中的“篩選和交配”環(huán)節(jié)中．你會用什么方法篩選具抗旱性和多顆粒的植物？

 

．
③最早在

 

代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應在

 

代選取花粉粒．花粉細胞能發(fā)育成單倍體植株，表現(xiàn)出全能性，原因是

 

．

Answer 1

考點：生物變異的應用,細胞的分化,基因突變的特征,雜交育種

專題：

分析：根據(jù)題目所給信息“代謝產物能調節(jié)根部細胞液內的滲透壓，而在葉肉細胞中卻很難找到”說明與之相關的基因只在根細胞中表達．根據(jù)堿基配對原則（A和T配對、C和G配對），r基因互補鏈核苷酸序列應該為TATTCGTACTGTAAT．根據(jù)提供的子細胞的基因組成（Rr和rr）可推知，rr復制后變成了Rrrr，即只涉及一個基因發(fā)生的突變．雜交育種的遺傳學原理是基因重組．在雜交育種過程中，自交代數(shù)越多，所得的純合體所占的比例越高．F₂中就出現(xiàn)了所要的品種，但不能篩選出來；需要再自交一代，從F₃中選出我們需要的品種．F₁的細胞中就具有兩種優(yōu)良基因，經(jīng)過減數(shù)分裂，兩個優(yōu)良基因會重組在一個配子中，培養(yǎng)該配子，并在幼苗期用秋水仙素處理，就能得到我們需要的品種．配子細胞內有一個染色體組，即控制該生物生長發(fā)育、遺傳變異的全部遺傳信息．

解答： 解：（1）在植物體的每個活細胞內都含有全部的遺傳信息，但在不同細胞中表達的產物不同，因為基因進行了選擇性表達，從而使得在抗旱性農作物的葉肉細胞中很難找到與抗旱有關的代謝產物．
（2）①根據(jù)堿基配對原則（A和T配對、C和G配對），r基因互補鏈核苷酸序列應該為TATTCGTACTGTAAT．
②由題意可知，己知旱敏型rr植物的分生區(qū)某細胞在有絲分裂過程中發(fā)生了基因突變．其產生的兩個子細胞基因型分別為Rr和rr，表明分生區(qū)細胞突變后的有絲分裂中期圖應含有姐妹染色單體，染色體的著絲點排列在細胞中央的赤道板上，且只有一條染色體的一個單體上的r基因突變成了R基因．該分生區(qū)細胞突變后的有絲分裂中期圖為：

（3）①葉肉細胞總的DNA帶有全部的遺傳信息，所以能以DNA為模板擴增抗旱基因．在擴增過程中，要依靠引物來尋找抗旱基因的位置．
②DNA分子雙鏈之間通過氫鍵相連，可用解旋酶將其分開，也可用加熱的方法進行處理．
③濾膜上DNA分子雜交發(fā)生在探針與R或r基因兩者之間．
④若被檢植物發(fā)生A現(xiàn)象，不發(fā)生C現(xiàn)象，說明細胞中只有R基因，沒有r基因，因此被檢植物的基因型為RR．
⑤由于AC中都只有1個雜交斑，而B中有2個雜交斑，所以ABC形成的雜交斑的深淺強度為A=C＞B．
（4）①雜交育種利用的遺傳學原理是基因重組．
②在干旱的環(huán)境中種植以篩選抗旱性植物，然后讓抗旱性植物自交，篩選多顆粒的植物作為種子，多次重復以上操作以提高純合性，這樣可以篩選具抗旱性和多顆粒的植物．
③由于F₂中就出現(xiàn)了所要的品種，但不能篩選出來，所以最早在F₃代即可選出符合要求的品種．
④若考慮單倍體育種，則應在F₁代選取花粉粒．花粉細胞能發(fā)育成單倍體植株，表現(xiàn)出全能性，原因是細胞內含有發(fā)育為完整個體所需的全套遺傳物質．
故答案為：
（1）基因選擇性表達
（2）①兩    TATTCGTACTGTAAT    ②見下圖

（3）①能   引物   ②加熱    ③探針與R基因或r基因      ④RR   ⑤A=C＞B
（4）①基因重組
②在干旱的環(huán)境中種植以篩選抗旱性植物，然后讓抗旱植物自交，篩選多顆粒的植物作為種子，多次重復以上操作以提高純合性
③F₃         ④F₁    細胞內有全套遺傳物質

點評：本題以基因突變、基因工程和雜交育種圖為載體，考查育種的方法，意在考查考生的識圖能力和識記能力；重點考查變異在育種上的應用，要求學生熟練掌握可遺傳變異的類型，及基因工程和雜交育種的原理、方法、優(yōu)缺點和典例．