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高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)题目答案及解析如下,仅供参考!
必修二 遗传与进化
第一章 遗传因子的发现
第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)
斑点叶突变体是水稻在正常生长条件下在叶片或叶鞘上自发形成斑点的一类突变体,研究斑点叶突变体对揭示水稻的抗病反应机理具有重要意义。对野生型水稻进行诱变处理,获得一个水稻斑点叶突变体$\rm S$,进行如下三个实验:
将突变体$\rm S$与野生型水稻杂交,$\rm F_{1}$植株均为野生表型。$\rm F_{1}$自交产生的$\rm F_{2}$植株中,野生表型与斑点叶表型的比例接近$\rm 3:1$。
检测发现,突变体$\rm S$出现斑点叶表型是水稻中$\rm E$基因突变所致(记为$\rm E^{S}$)。再对野生型与突变体$\rm S$进行$\rm PCR$扩增测序,测得相关基因和转录剪切后的$\rm mRNA$的部分序列如图所示。
进一步检测野生型和突变体$\rm S$中$\rm E$基因的相对表达量,发现突变体$\rm S$中的表达量相较野生型显著下降。
回答下列问题:
实验一$\rm F_{2}$植株出现野生表型与斑点叶表型比例为$\rm 3:1$的原因是 。
在形成配子的过程中等位基因随同源染色体的分开而分离,造成性状分离
"]]根据“突变体$\rm S$与野生型杂交,$\rm F_{1}$都是野生型,$\rm F_{2}$中野生型:突变型$\rm ≈3:1$,说明这对性状的遗传是由一对基因控制的,且野生型是显性性状,突变型是隐性性状,$\rm S$是隐性突变。$\rm 3:1$符合基因分离定律,出现这一比例的原因是在形成配子的过程中等位基因随同源染色体的分开而分离,造成性状分离。
实验二中,与野生型$\rm E$基因序列相比,突变体$\rm S$的$\rm E^{S}$基因中碱基对发生的变化为 。
由图可以直接看出,野生型$\rm E$基因的碱基对图中从左向右数第七位是$\rm GC$,突变体$\rm S$的$\rm E^{S}$基因的碱基对图中从左向右数第七位是$\rm AT$,碱基对发生的变化为$\rm GC$被替换成$\rm AT$。
转录过程中通过 酶的作用合成$\rm mRNA$。真核生物中转录合成的$\rm mRNA$在特定位点被识别后,部分序列在此会被剪切掉,其余序列加工形成成熟的$\rm mRNA$。据此推测,实验二中,突变体$\rm S$成熟$\rm mRNA$序列中只多出“$\rm AUAG$”$\rm 4$个碱基的原因是 。
$\\rm RNA$聚合;$\\rm GU$位置被识别并在之前进行切割
"]]转录是指以$\rm DNA$的一条链为模板,按照碱基互补配对原则,合成$\rm RNA$的过程,需要的酶是$\rm RNA$聚合酶。对比野生型和突变体$\rm S$转录并剪切形成的$\rm mRNA$序列,剪切点之后的两个碱基都是$\rm GU$,可推出识别部位就是$\rm GU$,在$\rm GU$前剪切。
$\rm E$基因表达水平的变化可通过分析水稻叶肉细胞中 (填“$\rm DNA$”或“$\rm mRNA$”)含量得出。科学家发现突变体$\rm S$表现出对白叶枯病很高的抗性,而白叶枯病是影响水稻产量的主要病害之一。根据实验三,提出一种预防水稻感染白叶枯病的方法为 。
基因表达包括转录和翻译过程,转录的产物是$\rm RNA$,翻译的产物是多肽链(或蛋白质)。由题目所给信息“突变体$\rm S$中的表达量相较野生型显著下降”和“突变体$\rm S$表现出对白叶枯病很高的抗性”可推出抑制$\rm E$基因的表达,可提高对白叶枯病的抗性,预防水稻感染白叶枯病。
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