Question

番茄（2n=24）的正常植株（A）對(duì)矮生植株（a）為顯性，紅果（B）對(duì)黃果（b）為顯性，兩對(duì)基因獨(dú)立遺傳．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）現(xiàn)有基因型AaBB和aaBb的番茄雜交，其后代的基因型有

 

種，

 

基因型的植株自交產(chǎn)生的矮生黃果植株比例最高，自交后代的表現(xiàn)型及比例為

 

．
（2）在♀AA×♂aa雜交種中，若A基因所在的同源染色體在減數(shù)第一次分裂時(shí)不分離，產(chǎn)生的雌配子染色體數(shù)目為

 

，這種情況下雜交后代的株高表現(xiàn)型可能是

 

．
（3）假設(shè)兩種純和突變體X和Y都是由控制株高的A基因突變產(chǎn)生的，檢測(cè)突變基因轉(zhuǎn)錄的mRNA，發(fā)現(xiàn)X的第二個(gè)密碼子中第二堿基由C變?yōu)閁，Y在第二個(gè)密碼子的第二堿基前多了一個(gè)U．與正常植株相比，

 

突變體的株高變化可能更大，試從蛋白質(zhì)水平解釋原因：

 

．
（4）轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使某基因在植物體內(nèi)過(guò)量表達(dá)，也可以抑制某基因表達(dá)．假設(shè)A基因通過(guò)控制赤霉素合成來(lái)控制番茄的株高，請(qǐng)完成如下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以驗(yàn)證假設(shè)是否成立．
①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（借助轉(zhuǎn)基因技術(shù)，但不要求轉(zhuǎn)基因的具體步驟）
a．分別測(cè)定正常和矮生植株的赤霉素含量和株高
b．

 

；
c．

 

．
②支持上述假設(shè)的預(yù)期結(jié)果：

 

．
③若假設(shè)成立，據(jù)此說(shuō)明基因控制性狀的方式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因的自由組合規(guī)律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用,基因突變的特征,基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：第（1）題主要考察遺傳學(xué)兩大定律，較為簡(jiǎn)單；第（2）題考察減數(shù)分裂，此題容易考慮不全而失分．減數(shù)第一次分裂時(shí)A基因所在的同源染色體不分離，情況有兩種，一種是兩條染色體均進(jìn)入次級(jí)卵母細(xì)胞，這樣的話，經(jīng)過(guò)正常的減數(shù)第二次分裂得到的雌配子染色體數(shù)目就為12+1=13條；另一種可能是兩天染色體均進(jìn)入第一極體，這樣，次級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行正常的減數(shù)第二次分裂得到的雌配子染色體數(shù)目就為12-1=11條．第（3）題考察基因突變，堿基對(duì)的增添、缺失或改變，以及基因的表達(dá)過(guò)程．第（4）題綜合考查基因工程技術(shù)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，考生很容易只答一個(gè)方面，即只對(duì)矮生植株進(jìn)行過(guò)量表達(dá)而忽略對(duì)正常植株A基因表達(dá)的抑制作用．對(duì)于第二種方法的思路比較簡(jiǎn)單．

解答： 解：（1）基因型AaBB和aaBb的番茄雜交，后代的基因型有2×2=4種，即AaBB、aaBB、AaBb、aaBb；其中基因型為aaBb的植株自交產(chǎn)生的矮生黃果植株比例最高，自交后代的表現(xiàn)型及比例為矮生紅果（aaBB、aaBb）：矮生黃果（aabb）=3：1．
（2）由于正常番茄體細(xì)胞中染色體為24條，所以A基因所在的同源染色體在減數(shù)第一次分裂時(shí)不分離，會(huì)導(dǎo)致雌配子染色體數(shù)目多一條或少一條，為13條或11條；如果雌配子染色體數(shù)目是13條，則雜交后代的株高表現(xiàn)型為正常，如果雌配子染色體數(shù)目是11條，則雜交后代的株高表現(xiàn)型為矮生，所以雜交后代株高為正�；虬�生．（3）由于X的第二個(gè)密碼子中第二堿基由C變?yōu)閁，最多只有一個(gè)氨基酸發(fā)生變化；而Y在第二個(gè)密碼子的第二個(gè)堿基前多了一個(gè)U，蛋白質(zhì)氨基酸序列可能從第一個(gè)氨基酸后都改變，所以與正常植株相比，Y突變體的株高變化可能更大．
（4）本實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使某基因在植物體內(nèi)過(guò)量表達(dá)，也可以抑制某基因表達(dá)．原理是通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)促進(jìn)或抑制A基因的表達(dá)，通過(guò)測(cè)定赤霉素含量和株高來(lái)說(shuō)明問(wèn)題．
①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：a．分別測(cè)定正常和矮生植株的赤霉素含量和株高
b．通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，抑制正常植株A基因的表達(dá)，測(cè)定其赤霉素含量和株高；
c．通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使A基因在矮生植株過(guò)量表達(dá)，測(cè)定其赤霉素含量和株高．
②若轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使某基因在植物體內(nèi)過(guò)量表達(dá)，也可以抑制某基因表達(dá)，則預(yù)期結(jié)果為：與對(duì)照比較，正常植株在A基因表達(dá)被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；與對(duì)照比較，A基因在矮生植株中過(guò)量表達(dá)后，該植株赤霉素含量增加，株高增加．
③若假設(shè)成立，說(shuō)明基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝途徑，進(jìn)而控制生物性狀．
故答案為：
（1）4    aaBb     矮生紅果：矮生黃果=3：1       
（2）13或11   正�；虬�生
（3）Y   Y突變體的蛋白質(zhì)中氨基酸的改變比X突變體可能更多（或：X突變體的蛋白質(zhì)可能只有一個(gè)氨基酸發(fā)生改變，Y突變體的蛋白質(zhì)氨基酸序列可能從第一個(gè)氨基酸后都改變）．
（4）①答案一：b．通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，一是抑制正常植株A基因的表達(dá)，二是使A基因在矮生植株過(guò)量表達(dá)．
c．測(cè)定兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組植株的赤霉素含量和植株．
答案二：b．通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，抑制正常植株A基因的表達(dá)，測(cè)定其赤霉素含量和株高．
c．通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)，使A基因在矮生植株過(guò)量表達(dá)，測(cè)定其赤霉素含量和株高．（答案二中b和c次序不做要求）
②與對(duì)照比較，正常植株在A基因表達(dá)被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；與對(duì)照比較，A基因在矮生植株中過(guò)量表達(dá)后，該植株赤霉素含量增加，株高增加．
③基因通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝途徑，進(jìn)而控制生物性狀．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查基因自由組合定律及應(yīng)用、減數(shù)分裂、基因突變和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，要求考生掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能運(yùn)用逐對(duì)分析法進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；要求考生識(shí)記減數(shù)分裂不同時(shí)期的特征，特別是減數(shù)第一次分裂后期，推測(cè)一對(duì)同源染色體未分離導(dǎo)致的結(jié)果；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論．