Question

5．研究人员发现，与水稻增产密切相关的基因d在水稻的氮肥高效利用方面发挥着重要调控作用，尤其在水稻生殖发育期对氮的吸收和利用率提高，而其等位基因D（D对d完全显性）却表现出对氮低效利用．现有一批对氮低效利用的纯合子水稻甲，经过连续种植偶然发现一株水稻乙，对其进行自交后发现，子代均表现出对氮高效利用．请问答下列问题：
（1）氮作为植物体内重要的元素，在光合作用中主要作用有氮是叶绿素的成分、光合酶的成分、ATP、NADPH的成分等（举两例）．
（2）水稻乙的基因型为dd，在该封闭环境中，水稻甲偶然出现的基因突变属于自发突变．
（3）D、d基因都与G蛋白（植物生长发育重要的信号传导蛋白）编码相关，但G蛋白活性有差异，根本原因是碱基排列顺序不同．
（4）研究人员为了提高水稻对氮的高效利用，选取一批对氮低效利用水稻进行诱变处理，仅发生一种遗传变异，得到一株对氮高效利用水稻丙，对其进行染色体组型（或核型）分析，并与水稻甲进行针对性比较，得到如图（序号分别表示1号、2号、3号、4号染色体）．

该育种方式为诱变育种．通过比较可知，诱变导致染色体缺失（或染色体结构变异），从而使D基因丢失（用“D^-”表示）．已知该变异会导致花粉不育，请用遗传图解表示水稻丙自交过程（请写出配子）．．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：dd表现为氮肥高效利用，DD、Dd表现为对氮肥的低效利用，则对氮低效利用的纯合子水稻甲，其基因突变产生的乙自交后发现，子代均表现出对氮高效利用，则乙的基因型是dd，据此答题．

解答 解：（1）N元素参与细胞内很多重要化合物的合成，如光合作用中的氮是叶绿素的成分、光合酶的成分、ATP、NADPH的成分等．
（2）据题分析已知乙的基因型是dd，是甲DD偶然出现的基因突变产生的，属于自然突变．
（3）D、d是等位基因，它们的本质区别是碱基排列顺序不同．
（4）通过染色体组型分析可知，水稻甲鱼水稻丙染色体组成不同，发生了染色体结构变异．因为进行的是诱变处理，所以属于诱变育种．根据题干信息可知该缺失染色体上有D，会导致花粉不育，则只能产生d雄配子，所以丙自交遗传图解如下图所示：

故答案为：
（1）氮是叶绿素的成分、光合酶的成分、ATP、NADPH的成分等
（2）dd       自发突变  
（3）碱基排列顺序不同  
（4）染色体组型（或核型）       诱变育种    染色体缺失（或染色体结构变异）  
遗传图解如右图：

点评 本题考查了生物变异的应用，意在考查学生的应用能力和推理能力，试题难度中等．