题目内容

13．已知小麦的抗旱性和多颗粒均属显性遗传，且两对控制基因独立遗传．现有纯合的旱敏多颗粒、纯合的抗旱少颗粒、杂合抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）小麦品种．请回答下列问题：
（1）现有一杂合抗旱小麦，基因R、r分别控制合成蛋白R、蛋白r，研究发现，与蛋白r比较，诱变后的蛋白R氨基酸序列有两个变化位点如图：

据图推测，r基因突变为R基因时，导致①处突变的原因是发生了碱基对的替换，导致②处突变的原因是发生了碱基对的增添或缺失．研究发现，蛋白R相对分子质量明显大于蛋白r，出现此现象的原因可能是蛋白质合成延迟终止，进一步研究发现与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过控制酶的合成，控制代谢过程，进而控制生物体的性状实现的．
（2）纯合的旱敏多颗粒植株与纯合的抗旱少颗粒植株杂交，F1自交：
①F2中抗旱多颗粒植株中，双杂合子所占比例是$\frac{4}{9}$．
②若拔掉F2中所有的旱敏植株后，剩余植株自交，从理论上讲F3中旱敏植株所占比例是$\frac{1}{6}$．
（3）请设计一个快速育种方案，利用抗旱少颗粒（Rrdd）和旱敏多颗粒（rrDd）两植物品种作亲本，通过一次杂交，使后代个体全部都是抗旱多颗粒杂交种（RrDd），简述育种过程收集两杂合子小麦的花粉，进行花药离体培养，得到单倍体幼苗；给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子，选出抗旱型少颗粒（RRdd）和旱敏型多颗粒（rrDD）的植株，使之杂交得到抗旱型多颗粒杂交种（RrDd）．

分析 基因突变指的是DNA分子的碱基对的增添、缺失或替换；
根据题意分析：抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上，说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律，设抗旱基因用A表示，多颗粒基因用B表示．则纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株的基因型为aaBB和AAbb，子一代基因型为AaBb，据此答题．

解答 解：（1）据图推测，r基因突变为R基因时，导致①处突变的原因是发生了碱基对的替换，导致②处突变的原因是发生了碱基对的增添或缺失．研究发现，蛋白R相对分子质量明显大于蛋白r，出现此现象的原因可能是蛋白质合成延迟终止，进一步研究发现与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，该抗旱基因控制抗旱性状是通过控制酶的合成，控制代谢过程，进而控制生物体的性状．
（2）由题意知，抗旱性和多颗粒属显性，各由一对等位基因控制，且分别位于两对同源染色体上，说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律，设抗旱基因用A表示，多颗粒基因用B表示．
①纯合的旱敏型多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株的基因型为aaBB和AAbb，子一代基因型为AaBb，则F2中抗旱多颗粒（A_B_）植株中，双杂合子（AaBb）所占比例是$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$．
②子二代的抗旱与旱敏感型植物的比例是3：1，拔掉旱敏感型植物后，AA：Aa=1：2，子二代抗旱植株自交，从理论上讲F3中旱敏型植株的比例是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{6}$．
（3）收集两杂合子（抗旱少颗粒Rrdd和旱敏多颗粒rrDd）小麦的花粉，进行花药离体培养，得到单倍体幼苗；给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子，选出抗旱型少颗粒（RRdd）和旱敏型多颗粒（rrDD）的植株，使之杂交得到抗旱型多颗粒杂交种（RrDd）．
故答案为：
（1）替换      增添或缺失      蛋白质合成延迟终止      控制酶的合成，控制代谢过程，进而控制生物体的性状
（2）$\frac{4}{9}$          $\frac{1}{6}$
（3）收集两杂合子小麦的花粉，进行花药离体培养，得到单倍体幼苗；给该幼苗喷洒秋水仙素得纯合子，选出抗旱型少颗粒（RRdd）和旱敏型多颗粒（rrDD）的植株，使之杂交得到抗旱型多颗粒杂交种（RrDd）

点评 对基因、蛋白质与性状的关系、杂交育种、基因突变的概念、基因对性状的控制途径及基因的自由组合定律的综合理解应用把握知识点间的内在联系是解题的关键．

练习册系列答案
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