高中 | 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二 遗传与进化

第三章 基因的本质

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段

野生的茄科植物大多有皮刺,在采摘过程中容易对农民产生伤害,提高了采摘难度。研究团队观察到许多无刺的茄科植物显性$\rm PL$基因及其同源基因(由同一个基因演化而来,序列相似)都被破坏。请分析并回答下列问题。

普通茄子和无刺红茄的$\rm PL$基因不同,它们的根本区别是                                 

[["

碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同

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普通茄子和无刺红茄的$\rm PL$基因不同,它们的根本区别是碱基(或脱氧核苷酸)的排列顺序不同。

科研人员为了进一步证明无刺性状的产生是由$\rm PL$基因的破坏导致,利用$\rm T-DNA$插入某有刺红茄一条染色体的一个$\rm PL$基因中,然后利用该红茄进行了自交,选择$\rm F_{1}$中的$\rm 4$个后代,统计其性状。结果如下图:

该实验结果说明无刺是显性还是隐性性状?                ,理由是                                                  

[["

隐性;因为有刺的双亲,生出了无刺的后代,这种新出现的性状即为隐性

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有刺的双亲,在$\rm F_{1}$代生出了无刺的后代,这种新出现的性状即为隐性,故无刺是隐性性状

研究人员想要确认$\rm PL$基因的具体位置,利用染色体上的$\rm SSR$序列进行了一系列的杂交实验。已知$\rm SSR$序列是染色体上的短串联重复序列,不同个体的同一类型或不同类型的染色体上的$\rm SSR$序列都不相同。科学家将纯合有刺的红茄与无刺的红茄进行杂交,然后将$\rm F_{1}$自交,得到$\rm F_{2}$,再收集$\rm F_{2}$中的无刺个体。分别对$\rm 6$号与$\rm 5$号染色体的$\rm SSR$序列进行$\rm PCR$后进行电泳。得到以下结果:

由上述电泳结果推测,$\rm PL$基因位于                (填“$\rm 5$”或“$\rm 6$”)号染色体上。理由是                                                                                 

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$\\rm 6$;因为$\\rm F_{2}$无刺性状的$\\rm 6$号染色体全与无刺亲本条带一致,说明无刺基因位于$\\rm 6$号染色体上;而$\\rm 5$号染色体出现了三种条带分布,说明可以与$\\rm 5$号染色体上的基因自由组合

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因为$\rm F_{2}$无刺性状的$\rm 6$号染色体全与无刺亲本条带一致,说明无刺基因位于$\rm 6$号染色体上;而$\rm 5$号染色体出现了三种条带分布,说明可以与$\rm 5$号染色体上的基因自由组合,由此推测$\rm PL$基因位于$\rm 6$号染色体上。

茎上皮刺的发育与细胞分裂素的调控有关。而细胞中控制细胞分裂素合成的基因有很多种,$\rm PL$基因为其中一种。若要确定$\rm PL$基因是否能广泛用作培育无刺作物的靶点,还需要判断该基因在茎上皮刺、果实、叶、茎、根等不同组织中的表达情况。若发现                                                  ,则$\rm PL$是一个很好的基因敲除靶点。

[["

$\\rm PL$只在皮刺细胞中表达

"]]

获得无刺性状的同时,应该对其他组织的生长发育影响较小,如:果实等组织,这样不会使得作物的产量受到不良影响,若$\rm PL$只在皮刺等少数组织细胞中表达,则$\rm PL$是一个很好的基因敲除靶点。

综合以上实验结果,下列分析错误的是$\rm (\quad\ \ \ \ )$

["

相比多位点突变引发无刺性状,染色体上单一位点$\\rm PL$基因突变控制无刺性状,能更快帮助人们获得大量稳定遗传的植株

","

不同茄科植物的$\\rm PL$基因有所差异,刺的形状差异也很大(基部宽的刺,或细针型的刺),这是基因选择性表达的结果

","

人工诱导的无刺突变体是否能推广应用,还要评估作物是否发生了果实变小、产量变低、抗病能力降低等不良变异

","

不同茄科植物可能面临相似的选择,导致$\\rm PL$基因发生突变从而获得相似的性状

"]
[["BD"]]

$\rm A$、相比多位点突变引发无刺性状,在进行杂交产生后代时容易出现大量的性转分离个体,不利于快速获得大量稳定遗传的植株,$\rm A$正确;

$\rm B$、不同植物的$\rm PL$基因有所差异,刺的形状差异也很大,这是由于基因的多样性,遗传的多样性造成的,而不是基因的选择性表达,$\rm B$错误;

$\rm C$、人工诱导的无刺突变体是否能推广应用,还要评估作物是否发生了果实变小、产量变低$\rm .$抗病能力降低等不良变异,若以上都无,那就能进行推广应用,$\rm C$正确;

$\rm D$、选择不会导致基因发生突变,$\rm D$错误。

故选:$\rm BD$

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