Question

抗旱性農(nóng)作物因能在缺水環(huán)境下正常生長(zhǎng)，所以其有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值．多數(shù)抗旱性農(nóng)作物能通過(guò)細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液內(nèi)的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞中卻很難找到．
（1）解釋為什么在抗旱性農(nóng)作物的葉肉細(xì)胞中根難找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物

 

（2）現(xiàn)有一抗旱植物，其體細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)抗旱基因R，其等位基因?yàn)閞（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(qǐng)將對(duì)應(yīng)部分補(bǔ)充完整

 

．
②己知旱敏型rr植物的分生區(qū)某細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中發(fā)生了基因突變．其產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞基因型分別為Rr，rr，請(qǐng)?jiān)谙旅娣娇騼?nèi)畫(huà)出該分生區(qū)細(xì)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(guò)探針來(lái)檢測(cè)某植物相關(guān)的基因型．據(jù)圖同答下列問(wèn)題

①若已提取到某抗旱植物Rr的葉肉細(xì)胞總DNA，（、不能）

 

以DNA為模板直接擴(kuò)增抗旱基因．?dāng)U增過(guò)程中尋找抗旱基因的位置依靠

 

．
②R或r基因經(jīng)過(guò)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(guān)，則ABC形成的雜交斑的深淺強(qiáng)度為

 

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

①雜交育種利用的遺傳學(xué)原理是

 

②在流程圖中的“篩選和交配”環(huán)節(jié)中．你會(huì)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(yīng)在

 

代選取花粉粒．花粉細(xì)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(diǎn)：生物變異的應(yīng)用,細(xì)胞的分化,基因突變的特征,雜交育種

專(zhuān)題：

分析：根據(jù)題目所給信息“代謝產(chǎn)物能調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液內(nèi)的滲透壓，而在葉肉細(xì)胞中卻很難找到”說(shuō)明與之相關(guān)的基因只在根細(xì)胞中表達(dá)．根據(jù)堿基配對(duì)原則（A和T配對(duì)、C和G配對(duì)），r基因互補(bǔ)鏈核苷酸序列應(yīng)該為T(mén)ATTCGTACTGTAAT．根據(jù)提供的子細(xì)胞的基因組成（Rr和rr）可推知，rr復(fù)制后變成了Rrrr，即只涉及一個(gè)基因發(fā)生的突變．雜交育種的遺傳學(xué)原理是基因重組．在雜交育種過(guò)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(lái)；需要再自交一代，從F₃中選出我們需要的品種．F₁的細(xì)胞中就具有兩種優(yōu)良基因，經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂，兩個(gè)優(yōu)良基因會(huì)重組在一個(gè)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(xì)胞內(nèi)有一個(gè)染色體組，即控制該生物生長(zhǎng)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(gè)活細(xì)胞內(nèi)都含有全部的遺傳信息，但在不同細(xì)胞中表達(dá)的產(chǎn)物不同，因?yàn)榛�因進(jìn)行了選擇性表達(dá)，從而使得在抗旱性農(nóng)作物的葉肉細(xì)胞中很難找到與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物．
（2）①根據(jù)堿基配對(duì)原則（A和T配對(duì)、C和G配對(duì)），r基因互補(bǔ)鏈核苷酸序列應(yīng)該為T(mén)ATTCGTACTGTAAT．
②由題意可知，己知旱敏型rr植物的分生區(qū)某細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中發(fā)生了基因突變．其產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞基因型分別為Rr和rr，表明分生區(qū)細(xì)胞突變后的有絲分裂中期圖應(yīng)含有姐妹染色單體，染色體的著絲點(diǎn)排列在細(xì)胞中央的赤道板上，且只有一條染色體的一個(gè)單體上的r基因突變成了R基因．該分生區(qū)細(xì)胞突變后的有絲分裂中期圖為：

（3）①葉肉細(xì)胞總的DNA帶有全部的遺傳信息，所以能以DNA為模板擴(kuò)增抗旱基因．在擴(kuò)增過(guò)程中，要依靠引物來(lái)尋找抗旱基因的位置．
②DNA分子雙鏈之間通過(guò)氫鍵相連，可用解旋酶將其分開(kāi)，也可用加熱的方法進(jìn)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(shuō)明細(xì)胞中只有R基因，沒(méi)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(gè)雜交斑，而B(niǎo)中有2個(gè)雜交斑，所以ABC形成的雜交斑的深淺強(qiáng)度為A=C＞B．
（4）①雜交育種利用的遺傳學(xué)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(fù)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(lái)，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(yīng)在F₁代選取花粉粒．花粉細(xì)胞能發(fā)育成單倍體植株，表現(xiàn)出全能性，原因是細(xì)胞內(nèi)含有發(fā)育為完整個(gè)體所需的全套遺傳物質(zhì)．
故答案為：
（1）基因選擇性表達(dá)
（2）①兩    TATTCGTACTGTAAT    ②見(jiàn)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(fù)以上操作以提高純合性
③F₃         ④F₁    細(xì)胞內(nèi)有全套遺傳物質(zhì)

點(diǎn)評(píng)：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(shí)圖能力和識(shí)記能力；重點(diǎn)考查變異在育種上的應(yīng)用，要求學(xué)生熟練掌握可遺傳變異的類(lèi)型，及基因工程和雜交育種的原理、方法、優(yōu)缺點(diǎn)和典例．