Question

4．水稻的弯曲穗和直立穗是一对相对性状，野生型水稻为弯曲穗．与直立穗相关的基因有多个，目前在生产上广泛应用的直立穗品系是水稻9号染色体上DEP1基因的突变体--突变体1．
（1）用化学诱变剂EMS处理野生型水稻，并采用多代自交（填“杂交”、“测交”或“自交”），获得一个新型直立穗稳定遗传品系-突变体2．为研究突变体2的遗传特性，将其与纯种野生型水稻进行杂交，得到F₁后进行自交，结果见表1．由此结果分析，其遗传符合基因分离规律．半直立穗性状出现说明直立穗基因对弯曲穗基因不完全显性．
表1 突变体2直立穗特性的遗传分析

组合	F1表现型	F2表现型及个体数
		弯曲穗	半直立穗	直立穗
野生型×突变体2	半直立穗	185	365	170

（2）检测发现，突变体2直立穗基因（DEP2）位于7号染色体上．该基因突变使突变体2中相应蛋白质的第928位的精氨酸（AGG）置换成了甘氨酸（GGG）．利用DNA测序技术分析，发现该基因发生1个碱基对的改变．由此推测DEP2基因内部的变化可能是碱基替换．
（3）已知突变体1直立穗的遗传特性与突变体2相同．将突变体1纯合子与突变体2纯合子杂交，然后将F₁与野生型进行杂交，若F₂表现型及比例为弯曲穗：半弯曲穗：直立穗=1：2：1（细胞含2个或以上直立穗基因则表现为直立穗），则证明DEP1基因与DEP2基因互为非同源染色体上的非等位基因．
（4）研究还发现另一种直立穗水稻突变体，表现出产量明显下降的特征．其突变发生于基因DEP3内部，突变基因编码的mRNA中部被插入3个相邻的碱基GGC，推测翻译后蛋白质分子量发生的变化为a、b（从以下选项中选择）．
a．变大           b．变小       c．不变．

Answer 1

分析 根据题意和图表分析可知：野生型与突变体2杂交，后代出现了半直立穗，说明直立穗基因对弯曲穗基因是不完全显性的．F₁半直立穗自交，F₂中弯曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，其比例遵循基因的分离定律．

解答 解：（1）水稻是雌雄同株植物，用化学诱变剂EMS处理野生型水稻，并采用多代自交，获得一个新型直立穗稳定遗传品系-突变体2．为研究突变体2的遗传特性，将其与纯种野生型水稻进行杂交，得到F₁后进行自交，F₂中弯曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，由此结果分析，其遗传符合基因的分离规律．半直立穗性状出现说明直立穗基因对弯曲穗基因不完全显性．
（2）检测发现，突变体2直立穗基因（DEP2）位于7号染色体上．该基因突变使突变体2中相应蛋白质的第928位的精氨酸（AGG）置换成了甘氨酸（GGG）．因此可利用DNA测序技术分析，发现该基因发生1个碱基对的改变．由此推测DEP2基因内部的变化可能是碱基替换即A-T变成G-C．
（3）已知突变体1直立穗的遗传特性与突变体2相同．将突变体1纯合子与突变体2纯合子杂交，然后将F₁与野生型进行杂交，若F₂表现型及比例为弯曲穗：半弯曲穗：直立穗=1：2：1，则证明DEP1基因与DEP2基因互为非同源染色体上的非等位基因．
（4）如果突变发生于基因DEP3内部，突变基因编码的mRNA中部被插入3个相邻的碱基GGC，翻译后蛋白质分子量变大；也可能导致突变位点之后提前出现终止密码子，进而导致翻译过程提前终止，使翻译后蛋白质分子量变小．
故答案为：
（1）自交     基因分离      不完全显性
（2）DNA测序       碱基替换
（3）弯曲穗：半弯曲穗：直立穗=1：2：1        非同源染色体上的非等位基因
（4）a、b

点评 本题考查基因分离定律和基因自由组合定律的相关知识，意在考查学生的图表分析能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．