Question

甲磺酸乙酯（EMS）能使鸟嘌呤（G）的N位置上带有乙基而成为7-乙基鸟嘌呤，这种鸟嘌呤不与胞嘧啶（C）配对而与胸腺嘧啶（T）配对，从而使DNA序列中G-C对转换成A-T对．育种专家为获得更多的变异水稻亲本类型，常先将水稻种子用EMS溶液浸泡，再在大田种植，通过选育可获得株高、穗形、叶色等性状变异的多种植株．请回答下列问题：
（1）下图表示水稻一个基因片段的部分碱基序列．若用EMS溶液浸泡处理水稻种子后，该DNA序列中所有鸟嘌呤（G）的N位置上均带有了乙基而成为7-乙基鸟嘌呤．请在相应方框的空白处，绘出经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列．

 

（2）水稻矮杆是一种优良性状．某纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高杆，但其自交后代中出现了一定数量的矮杆植株．请简述该矮杆植株形成的过程

 

．
（3）某水稻品种经处理后光反应酶的活性显著提高，这可能与相关基因突变有关．在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于

 

（填细胞结构名称）中．
（4）已知水稻的穗形受两对等位基因（Sd₁和sd₁、Sd₂和sd₂）共同控制，两对基因独立遗传，并表现为基因互作的累加效应，即：基因型为Sd₁_Sd₂_的植株表现为大穗，基因型为sd₁sd₁Sd₂_、Sd₁_sd₂sd₂的植株均表现为中穗，而基因型为sd₁sd₁sd₂sd₂的植株则表现为小穗．某小穗水稻种子经EMS处理后，表现为大穗．为了获得稳定遗传的大穗品种，下一步应该采取的方法可以是

 

．
（5）实验表明，某些水稻种子经甲磺酸乙酯（EMS）处理后，DNA序列中部分G-C碱基对转换成A-T碱基对，但性状没有发生改变，其可能的原因有

 

（至少写出两点）．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：本题是对基因突变的概念、特点和诱变育种的考查，基因突变是基因的碱基对的增添、缺失或替换，基因突变具有低频性、不定向性和多害少利性；由题意可知，甲磺酸乙酯（EMS）进行育种的原理是甲磺酸乙酯（EMS）能使DNA中碱基对发生替换，因此属于基因突变，该过程中染色体的结构和数目不变．

解答： 解：（1）DNA分子的复制方式是半保留复制，所以经过一次DNA复制后所形成的两个DNA分子（片段）的碱基序列为：

（2）由于高秆基因经处理发生隐性突变，自交后代因性状分离而出现矮秆．因此，纯种高秆水稻种子经EMS溶液浸泡处理后仍表现为高秆，但其自交后代中出现了一定数量的矮秆植株．
（3）在叶肉细胞内控制光反应酶的相关基因可能分布于细胞核、叶绿体中．
（4）由于杂合体自交后代会出现性状分离，所以取大穗水稻品种连续自交，直至获得能稳定遗传的大穗品种，即可获得稳定遗传的大穗品种．
（5）基因突变不一定会改变生物的性状，其原因有：①体细胞中某基因发生改变，生殖细胞中不一定出现该基因．②若该亲代DNA上某个碱基对发生改变产生的是一个隐性基因，并将该隐性基因传给子代，而子代为杂合子，则隐性性状不会表现出来．③根据密码子的简并性，有可能翻译出相同的氨基酸．④性状表现是遗传基因和环境因素共同作用的结果，在某些环境条件下，改变了的基因可能并不会在性状上表现出来等．
故答案为：
（1）

（2）高杆基因经处理发生（隐性）突变，自交后代（或F₁）因性状分离出现矮杆
（3）细胞核、叶绿体
（4）取大穗水稻品种连续自交，直至获得能稳定遗传的大穗品种（或取该大穗水稻的花药离体培养，用秋水仙素处理幼苗获取纯合体，选取其中的大穗个体即可）
（5）密码子具有简并性（或突变后的密码子对应同一种氨基酸）；突变发生在基因的非编码序列；突变发生在DNA的非基因区段；该突变为隐性突变；突变后的基因在环境中不能表达

点评：本题的知识点是基因突变的概念、基因突变的特点，诱变育种的原理，突变基因的显隐性的判断，对于有害基因的检测方法等．对于基因突变的概念、基因突变的特点、诱变育种的原理的理解与掌握是解题的关键．