Question

【題目】水稻葉片寬窄受細胞數(shù)目和細胞寬度的影響，為探究水稻窄葉突變體的遺傳機理，科研人員進行了實驗。

（1）科研人員利用化學誘變劑處理野生型寬葉水稻，可誘發(fā)野生型水稻的DNA分子中發(fā)生堿基對的__________，導致基因突變，獲得水稻窄葉突變體。

（2）測定窄葉突變體和野生型寬葉水稻的葉片細胞數(shù)目和單個細胞寬度，結(jié)果如下圖所示。該結(jié)果說明窄葉是由于__________所致。

（3）將窄葉突變體與野生型水稻雜交，F(xiàn)1均為野生型，F(xiàn)1自交，測定F2水稻的__________，統(tǒng)計得到野生型122株，窄葉突變體39株。據(jù)此推測葉片寬窄是受__________對等位基因控制。

（4）研究發(fā)現(xiàn)，窄葉突變基因位于2號染色體上。科研人員推測2號染色體上已知的三個突變基因可能與窄葉性狀出現(xiàn)有關。這三個突變基因中堿基發(fā)生的變化如下表所示。

突變基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
堿基變化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白質(zhì)	與野生型分子結(jié)構無差異	與野生型有一個氨基酸不同	長度比野生型明顯變短

由上表推測，基因Ⅰ的突變沒有發(fā)生在__________序列，該基因突變__________（填“會”或“不會”）導致窄葉性狀�；�因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導致mRNA提前出現(xiàn)__________。

（5）隨機選擇若干株F2窄葉突變體進行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結(jié)果中該位點的堿基35次為T，基因Ⅲ的21次測序結(jié)果中該位點均為堿基TT缺失。綜合上述實驗結(jié)果判斷，窄葉突變體是由于基因__________發(fā)生了突變。

a．Ⅱ b．Ⅲ c．Ⅱ和Ⅲ同時

Answer 1

【答案】增添、缺失、替換 細胞數(shù)目減少而不是單個細胞寬度變窄 （單株）葉片變窄 一對 密碼子對應（或“編碼”） 不會 終止密碼子 C

【解析】

基因突變是DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構的改變；堿基對的增添、缺失或替換如果發(fā)生在基因的非編碼區(qū)，則控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列不會發(fā)生改變，如果發(fā)生在編碼區(qū)，則可能會導致基因控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變；堿基對替換往往只有一個密碼子發(fā)生改變，翻譯形成的蛋白質(zhì)中的一個氨基酸發(fā)生變化；堿基對增添或缺失往往會引起從突變點之后的多個密碼子發(fā)生變化，基因控制合成的蛋白質(zhì)的多個氨基酸發(fā)生改變。

（1）由基因突變的概念可知，導致基因突變的原因是堿基對的增添、缺失或替換。

（2）由柱形圖分析可知，窄葉性狀的出現(xiàn)時由于基因突變導致細胞數(shù)目減少而造成的，每個細胞的寬度沒有變窄。

（3）根據(jù)雜交實驗的過程，將窄葉突變體與野生型水稻雜交，F(xiàn)1均為野生型，F(xiàn)1自交，測定F2水稻的表現(xiàn)型，即（單株）葉片變窄，結(jié)果為122:39≈3:1，說明該性狀受一對等位基因的控制，隱性性狀是窄葉。

（4）根據(jù)表格分析，基因Ⅰ的突變沒有引起蛋白質(zhì)分子結(jié)構的改變，說明該突變沒有發(fā)生在密碼子對應（或“編碼”）的序列，不會導致性狀發(fā)生改變�；�因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導致mRNA提前出現(xiàn)終止密碼子，翻譯提前終止。

（5）隨機選擇若干株F2窄葉突變體進行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結(jié)果中該位點的堿基35次為T，說明存在突變基因Ⅱ；基因Ⅲ的21次測序結(jié)果中該位點均為堿基TT缺失，說明該突變體同時存在突變基因Ⅲ。