Question

子葉黃色(Y,野生型)和綠色(y,突變型)是孟德爾研究的豌豆相對性狀之一。野生型豌豆成熟后,子葉由綠色變?yōu)辄S色。

(1)在黑暗條件下,野生型和突變型豌豆的葉片總?cè)~綠素含量的變化見圖1。其中,反映突變型豌豆葉片總?cè)~綠素含量變化的曲線是 。

(2)Y基因和y基因的翻譯產(chǎn)物分別是SGRY蛋白和SGRy蛋白,其部分氨基酸序列見圖2。據(jù)圖2推測,Y基因突變?yōu)閥基因的原因是發(fā)生了堿基對的 和 。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),SGRY蛋白和SGRy蛋白都能進(jìn)入葉綠體�？赏茰y,位點(diǎn) 的突變導(dǎo)致了該蛋白的功能異常,從而使該蛋白調(diào)控葉綠素降解的能力減弱,最終使突變型豌豆子葉和葉片維持“常綠”。

(3)水稻Y基因發(fā)生突變,也出現(xiàn)了類似的“常綠”突變植株y2,其葉片衰老后仍為綠色。為驗(yàn)證水稻Y基因的功能,設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn),請完善。

(一)培育轉(zhuǎn)基因植株:

Ⅰ.植株甲:用含有空載體的農(nóng)桿菌感染 的細(xì)胞,培育并獲得純合植株。

Ⅱ.植株乙: ,培育并獲得含有目的基因的純合植株。

(二)預(yù)測轉(zhuǎn)基因植株的表現(xiàn)型:

植株甲: 維持“常綠”;植株乙: 。

(三)推測結(jié)論: 。

 

Answer 1

(1)A (2)替換 增添 ③ (3)(一)突變植株y2 用含有Y基因的農(nóng)桿菌感染純合突變植株y2的細(xì)胞

(二)葉片能 葉片不能維持“常綠” (三)Y基因能使子葉由綠色變?yōu)辄S色

【解析】(1)根據(jù)題干所給信息“野生型豌豆成熟后,子葉由綠色變?yōu)辄S色”,可推測出野生型豌豆成熟后,子葉發(fā)育成的葉片中葉綠素含量降低。分析圖1,B從第6天開始總?cè)~綠素含量明顯下降,因此B代表野生型豌豆,A為突變型豌豆。(2)根據(jù)圖2可以看出,野生型的SGRY蛋白和突變型的SGRy有3處變異:①處氨基酸由T變成S,②處氨基酸由N變成K,可以確定是基因中相應(yīng)的堿基對發(fā)生了替換;③處SGRy多了兩個(gè)氨基酸,所以可以確定是發(fā)生了堿基對的增添。從圖2中可以看出SGRY蛋白的第12和38個(gè)氨基酸所在的區(qū)域的功能是引導(dǎo)該蛋白進(jìn)入葉綠體,根據(jù)題意,SGRy和SGRY都能進(jìn)入葉綠體,說明①、②處的變異沒有改變其功能,所以突變型的SGRy蛋白功能的改變是由③處變異引起的。(3)欲通過轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證Y基因“能使子葉由綠色變?yōu)辄S色”的功能,首先應(yīng)培育純合的常綠突變植株y2,然后用含有Y基因的農(nóng)桿菌感染純合的常綠突變植株y2,培育出含有目的基因的純合植株觀察其葉片顏色變化。為了排除農(nóng)桿菌感染對植株的影響,應(yīng)用含有空載體的農(nóng)桿菌感染常綠突變植株y2作為對照。