Question

18．科學家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱型農(nóng)作物能通過細胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調節(jié)根部細胞液的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細胞和莖部細胞中卻很難找到．
（1）此代謝產(chǎn)物在莖部和葉肉細胞中很難找到，而在根部細胞中卻能產(chǎn)生的根本原因是基因的選擇性表達．
（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（旱敏基因）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA；R：ATAAGCAAGACATTA．抗旱基因突變?yōu)楹得艋�因的根本原因是堿基對替換．研究得知與抗旱有關的代謝產(chǎn)物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程實現(xiàn)的．
（3）已知抗旱型（R）和多顆粒（D）屬于顯性性狀，且控制這兩種性狀的基因位于兩對同源染色體上．純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱型少顆粒植株雜交，F(xiàn)₁自交：
①F₂抗旱型多顆粒植株中雙雜合子所占比例是$\frac{4}{9}$．
②若拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交．從理論上講F₃中旱敏型植株所比例是$\frac{1}{6}$．
③某人用一植株和一旱敏型多顆粒的植株作親本進行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，性狀的統(tǒng)計結果顯示抗旱：旱敏=1：1，多顆粒：少顆粒=3：1．若只讓F₁中抗旱型多顆粒植株相互授粉，F(xiàn)₂的性狀分離比是24：8：3：1．

Answer 1

分析 1、細胞分化是細胞在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，細胞分化的實質是基因的選擇表達，其遺傳物質不發(fā)生改變；
2、分析R和r的堿基序列可知，R和r有一個堿基發(fā)生變化，因此R突變成r是堿基對發(fā)生替換；由題意可知，該抗旱基因是通過影響糖類代謝影響抗旱性能的，因此是該抗旱基因是通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程進而控制抗旱這一性狀的；
3、由題意知，抗旱型（R）和多顆粒（D）屬于顯性性狀，且控制這兩種性狀的基因位于兩對同源染色體上，這兩對等位基因在遺傳時遵循基因的自由組合定律，根據(jù)親本的表現(xiàn)型寫出親本的基因型，根據(jù)基因自由組合定律解答．

解答 解：（1）莖部、葉肉細胞以及根尖細胞中的遺傳物質完全相同，而莖部和葉肉細胞中不能產(chǎn)生該代謝產(chǎn)物，說明控制該植物合成的基因在根尖細胞中選擇性表達．
（2）對比R基因與r基因的核苷酸序列可知，R基因上的A被T取代從而突變成了r基因，這是堿基對的替換引起的基因突變．與抗旱有關的代謝產(chǎn)物是糖類，糖類的合成需要酶的催化，說明基因可以通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝．
（3）由題干信息知，親本基因型為rrDD、RRdd，F(xiàn)₁的基因型為RrDd．
①F₁自交，F(xiàn)₂抗旱型多顆粒植株（$\frac{9}{16}$R_D_）中雙雜合子（$\frac{4}{16}$RrDd）所占比例為$\frac{4}{9}$．
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）所占比例為$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{6}$．
③由題意知，該植株與旱敏型多顆粒植株的基因型分別為RrDd、rrDd，F(xiàn)₁中抗旱型多顆粒植株的基因型為$\frac{1}{3}$RrDD、$\frac{2}{3}$RrDd，它們相互受粉，用分解組合法解答是：Rr×Rr→3R_：1rr，基因型為DD和Dd的個體自由交配，產(chǎn)生的雌雄配子的基因型及比例分別是D：d=2：1，因此，自由交配后DD：Dd：dd=（$\frac{2}{3}$）²：2×$\frac{2}{3}×\frac{1}{3}$：（$\frac{1}{3}$）²=4：4：1，因此D_：dd=8：1，對于兩對性狀來說，后代表現(xiàn)型的比例是（3R_：1rr）（8D_：1dd）=24R_D_：8rrD_：3R_dd：1rrdd，故F₂的性狀分離比是抗旱型多顆粒：旱敏感型多顆粒：抗旱型少顆粒：旱敏感型少顆粒=24：8：3：1．
故答案為：
（1）基因的選擇性表達
（2）堿基對替換      控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程
（3）①$\frac{4}{9}$
②$\frac{1}{6}$
③24：8：3：1．

點評 本題考查了基因對性狀的控制以及基因自由組合定律的應用，要求考生能夠明確細胞分化的根本原因，能夠運用基因的自由組合定律進行相關概率的計算．