Question

【題目】轉(zhuǎn)座子是指一段可移動(dòng)DNA片段，可在同一染色體的不同位點(diǎn)或不同染色體之間發(fā)生轉(zhuǎn)移。雄性不育植株不能產(chǎn)生正常功能的花粉，但雌蕊發(fā)育正常。研究人員利用已知序列的M加轉(zhuǎn)座子對(duì)雄性不育玉米植株進(jìn)行了系列研究。

（1）轉(zhuǎn)座子插入可導(dǎo)致基因斷裂，發(fā)生突變，利用雄性不育玉米植株Mo17和具有u轉(zhuǎn)座子活性（有相應(yīng)的轉(zhuǎn)移酶，使轉(zhuǎn)座子能移動(dòng)）的玉米植株進(jìn)行了系列雜交實(shí)驗(yàn)，最終獲得育性恢復(fù)突變體（無轉(zhuǎn)移酶，轉(zhuǎn)座子不能移動(dòng)），用H表示M如插入的染色體。突變體植株通過__________產(chǎn)生2種類型的花粉；含h染色體的花粉敗育，含H染色體的花粉育性恢復(fù)。將該育性恢復(fù)突變體植株自交，子代的育性表現(xiàn)為：______________________。

（2）提取育性恢復(fù)突變體與________的DNA進(jìn)行比對(duì)，僅突變體植株含有的特異片段即為___________，再將其兩端的堿基序列與玉米全基因組比對(duì)，最終確定了導(dǎo)致雄性不育的基因rp16。

（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，rp16基因決定育性的機(jī)理如下圖所示，圖中①表示_____過程，②發(fā)生的場所是_______。由此可見，花粉的育性是由_______控制的。據(jù)圖推測Mu插入導(dǎo)致育性恢復(fù)的原因：_________。

Answer 1

【答案】減數(shù)分裂 均可育 不育株Mo17 Mu轉(zhuǎn)座子 轉(zhuǎn)錄 核糖體 細(xì)胞核基因和線粒體基因共同 Mu插入引起rp16基因突變，不能合成rp16蛋白，從而抑制不育蛋白的合成，使花粉的育性得以恢復(fù)

【解析】

1、基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)行有性生殖的生物在進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生配子的過程中，位于同源染色體的等位基因隨同源染色體分離而分離，位于非同源染色體上的非等位基因進(jìn)行自由組合。

2、基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程控制蛋白質(zhì)的合成進(jìn)而控制生物的性狀，細(xì)胞核、線粒體、葉綠體含有DNA，因此轉(zhuǎn)錄的場所是細(xì)胞核、線粒體、葉綠體，翻譯的場所是核糖體。

（1）花粉粒含有雄配子，植物產(chǎn)生花粉粒是通過減數(shù)分裂過程；恢復(fù)育性突變體的基因型是Hh，由于h花粉敗育，因此自交后代基因型是HH、Hh，都表現(xiàn)為可育。

（2）育性恢復(fù)突變體的染色體組型Hh（H含有轉(zhuǎn)座子），不育株Mo17hh（h不含有轉(zhuǎn)座子），二者的DNA對(duì)比，特異性片段為轉(zhuǎn)座子。

（3）由題圖可知，①是以基因?yàn)槟０逍纬?/span>mRNA，是轉(zhuǎn)錄過程，②是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)，是翻譯過程，發(fā)生在核糖體上；由題圖可知，花粉的育性是由細(xì)胞核基因和線粒體基因共同決定；Mu插入引起rp16基因突變，不能合成rp16蛋白，從而抑制不育蛋白的合成，使花粉的育性得以恢復(fù)。