【題目】科研人員利用化學(xué)誘變劑EMS誘發(fā)水稻D11基因突變,選育出一種純合矮稈水稻突變植株(甲)。將該矮稈水稻與正常水稻雜交,F(xiàn)2表現(xiàn)型及比例為正常植株:矮稈植株 3:1。D11基因的作用如下圖所示。請分析并回答問題:

(1)BR與BR受體結(jié)合后,可促進(jìn)水稻細(xì)胞伸長,這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的______________功能。

(2)EMS誘發(fā)D11基因發(fā)生______________(填“顯性”或“隱性”)突變,從而______________(填“促進(jìn)”或“抑制”)CYP724B1酶的合成,水稻植株內(nèi)BR含量______________,導(dǎo)致產(chǎn)生矮稈性狀。

(3)研究發(fā)現(xiàn),EMS也會誘發(fā)D61基因發(fā)生突變使BR受體合成受阻。由此說明基因突變具有________特點。

(4)科研人員利用EMS又選育出若干株純合矮稈水稻突變植株(乙)。現(xiàn)將甲、乙水稻植株雜交,以判斷乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的),還是僅由D61基因發(fā)生顯性或隱性突變引起的(其他情況不考慮)。

①若雜交子代皆表現(xiàn)為正常植株,則表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發(fā)生______________(填“顯性”或“隱性”)突變引起的。

②若雜交子代出現(xiàn)矮稈植株,尚不能確定乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因。請進(jìn)一步設(shè)計操作較簡便的實驗方案,預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。

實驗方案:雜交子代矮稈植株苗期噴施BR,分析統(tǒng)計植株的表現(xiàn)型及比例。

預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論:若植株全為______________植株,則乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同;若植株全為______________植株,則乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生是僅由D61基因發(fā)生顯性突變引起的。

【答案】 信息交流(或信息傳遞) 隱性 抑制 減少 隨機(jī)性 隱性 正常 矮稈

【解析】試題分析:圖示為D11基因的作用機(jī)制圖.D11基因能控制合成CYP724B1酶,CYP724B1酶能促進(jìn)BR的合成,BR與細(xì)胞膜上的BR受體結(jié)合后可以促進(jìn)植株長高.若D11基因發(fā)生突變,則會導(dǎo)致CYP724B1酶不能合成,進(jìn)一步導(dǎo)致BR不能合成,因此形成矮稈植株。

(1)BR與BR受體結(jié)合后,可促進(jìn)水稻細(xì)胞伸長,這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的信息交流功能。
(2)F2表現(xiàn)型及比例為正常植株:矮稈植株=3:1,說明正常相對于矮稈為顯性性狀,由此可見EMS誘發(fā)D11基因發(fā)生隱性突變;D11基因能控制合成CYP724B1酶,EMS誘發(fā)D11基因發(fā)生基因突變后會抑制CYP724B1酶的合成,使水稻植株內(nèi)BR含量減少,進(jìn)而產(chǎn)生矮稈性狀。
(3)EMS會誘發(fā)D11基因發(fā)生基因突變,也會誘發(fā)D611基因發(fā)生突變,可見基因突變具有隨機(jī)性特。
(4)純合矮稈水稻突變植株(甲)是D611基因發(fā)生隱性突變形成的,現(xiàn)將甲、乙水稻植株雜交,以判斷乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的),還是僅由D61基因發(fā)生顯性或隱性突變引起的。
①若雜交子代皆表現(xiàn)為正常植株,說明D11基因能控制合成CYP724B1酶,進(jìn)而形成BR,且BR的受體正常,這有表明乙水稻矮稈性狀是由D6基因發(fā)生隱性突變引起的。
②若雜交子代皆表現(xiàn)為矮稈植株,可能乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的),也可能是僅由D61基因發(fā)生顯性突變引起的,需要進(jìn)行進(jìn)一步實驗來探究。若乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同(僅由D11基因突變引起的),則其矮稈性狀形成的原因是不能合成CYP724B1酶,導(dǎo)致BR不能形成所致,這可通過給雜交子代矮稈植株苗期噴施BR,分析統(tǒng)計植株的表現(xiàn)型及比例來判斷,若植株全長為正常植株,則乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同。

練習(xí)冊系列答案
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①從圖1中可看出,旺盛期和收獲期時___________植物的植株高度最高。從圖1中我們可以得到的結(jié)論是___________

②從圖2中可看出,4種植物處理的土壤速效氮總體含量呈___________趨勢,說明速效氮___________。比較4種植物處理土壤結(jié)果,___________處理顯著增加了土壤速效氮含量,改善了土壤的氮素營養(yǎng),與其是豆科植物有關(guān),其根部可與___________共生。

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