Question

11．水稻种子在萌发过程中，胚会产生赤霉素（GA），GA可诱导种子产生a-淀粉酶．为研究GA的作用机制，进行如下实验．

（1）选择不带（填“带”或“不带”）胚的半粒种子，用外源GA处理，一段时间后提取种子中的mRNA，结果如图1所示：该结果显示α-淀粉酶的mRNA的产生是受GAMBY的mRNA的诱导．
（2）进一步研究发现，GA的作用机制如图2所示：
①胚产生的GA活化了种子细胞内的GID1蛋白，该蛋白促进了抑制蛋白的降解，解除了对GAMYB基因的抑制作用，该基因的表达产物与GARE序列结合，又开启了α-淀粉酶基因的表达．
②GARE序列几个碱基的改变使得GAMYB转录因子无法与其结合．该序列改变的杂合种子萌发时，能（填“能”或“不能”）产生a-淀粉酶，原因是杂合子中有GARE序列没有改变的基因，能受GAMYB转录因子的诱导产生a-淀粉酶．
（3）水稻的GAMYB基因还与水稻的花粉育性有关，GAMYB的突变个体表现为雄性不育（花粉发育不良）．控制水稻雄性不育性状的基因有些在细胞核内，有些在细胞质内．以该突变体做母本，分别与雄性可育品种进行杂交，获得数据如下：

杂交组合		F1结实率（%）	F2代
			野生型植株数	突变体植株数
①	♀突变体×♂02840品种	86.8	1895	642
②	♀突变体×♂中恢8015	87.2	234	70
③	中恢8015×02840品种	87.6	960	0

从表中可以看出，①②组F₂代中野生型与突变体的数量比约为3：1，表明该突变为隐性性状，该突变基因位于细胞核内．设置第③组杂交实验的目的是证明雄性可育性状由单基因控制．

Answer 1

分析 1、a-淀粉酶基因转录形成a-淀粉酶mRNA，a-淀粉酶mRNA翻译形成多肽，转录发生在细胞核中翻译过程在在细胞质中的核糖体上，淀粉酶在粗面内质网上的核糖体上形成后，依次进入内质网、高尔基体中进行加工，由细胞膜分泌到细胞外．
2、基因中启动子是RNA聚合酶的结合位点，抑制蛋白与启动子结合后，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使转录不能正常进行．

解答 解：（1）由于水稻种子在萌发过程中，胚会产生赤霉素，所以实验中要选择不带胚的半粒种子，用外源GA处理，一段时间后提取种子中的mRNA，结果如图1所示：该结果显示α-淀粉酶的mRNA的产生是受GAMBY的mRNA的诱导．
（2）①根据题意和图示分析可知：胚产生的GA活化了种子细胞内的GID1蛋白，该蛋白促进了抑制蛋白的降解，解除了对GAMYB基因的抑制作用，使该基因产生GAMYB转录因子，而GAMYB转录因子又与GARE序列结合，从而开启了α-淀粉酶基因的表达．
②GARE序列几个碱基的改变使得GAMYB转录因子无法与其结合，但由于杂合子中有GARE序列没有改变的基因，能受GAMYB转录因子的诱导产生a-淀粉酶，所以该序列改变的杂合种子萌发时，能产生a-淀粉酶．
（3）根据题意和图表分析可知：杂交组合①♀突变体×♂02840品种产生的F₂代中野生型与突变体植株数=1895：642≈3：1，杂交组合②♀突变体×♂中恢8015品种产生的F₂代中野生型与突变体植株数=234：70≈3：1，表明该突变为隐性性状，说明该突变基因位于细胞核内．设置第③组杂交实验的目的是证明雄性可育性状由单基因控制．
故答案为：
（l）不带     α-淀粉酶的mRNA     GAMBY的mRNA
（2）①抑制蛋白   GAMYB  α-淀粉酶    ②能       杂合子中有GARE序列没有改变的基因，能受GAMYB转录因子的诱导产生a-淀粉酶
（3）3：1     隐      细胞核    单

点评 本题考查赤霉素的作用和基因控制蛋白质合成的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．