Question

子叶黄色(Y,野生型)和绿色(y,突变型)是孟德尔研究的豌豆相对性状之一。野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色。

(1)在黑暗条件下,野生型和突变型豌豆的叶片总叶绿素含量的变化见图1。其中,反映突变型豌豆叶片总叶绿素含量变化的曲线是         。

(2)Y基因和y基因的翻译产物分别是SGR^Y蛋白和SGR^y蛋白,其部分氨基酸序列见图2。据图2推测,Y基因突变为y基因的原因是发生了碱基对的    和    。进一步研究发现,SGR^Y蛋白和SGR^y蛋白都能进入叶绿体。可推测,位点    的突变导致了该蛋白的功能异常,从而使该蛋白调控叶绿素降解的能力减弱,最终使突变型豌豆子叶和叶片维持“常绿”。

(3)水稻Y基因发生突变,也出现了类似的“常绿”突变植株y2,其叶片衰老后仍为绿色。为验证水稻Y基因的功能,设计了以下实验,请完善。

(一)培育转基因植株:

Ⅰ.植株甲:用含有空载体的农杆菌感染             的细胞,培育并获得纯合植株。

Ⅱ.植株乙:               ,培育并获得含有目的基因的纯合植株。

(二)预测转基因植株的表现型:

植株甲:    维持“常绿”;植株乙:                                                     。

(三)推测结论:                                                                           。

Answer

(1)A (2)替换 增添 ③ (3)(一)突变植株y2 用含有Y基因的农杆菌感染纯合突变植株y2的细胞

(二)叶片能 叶片不能维持“常绿” (三)Y基因能使子叶由绿色变为黄色

【解析】(1)根据题干所给信息“野生型豌豆成熟后,子叶由绿色变为黄色”,可推测出野生型豌豆成熟后,子叶发育成的叶片中叶绿素含量降低。分析图1,B从第6天开始总叶绿素含量明显下降,因此B代表野生型豌豆,A为突变型豌豆。(2)根据图2可以看出,野生型的SGRY蛋白和突变型的SGRy有3处变异:①处氨基酸由T变成S,②处氨基酸由N变成K,可以确定是基因中相应的碱基对发生了替换;③处SGRy多了两个氨基酸,所以可以确定是发生了碱基对的增添。从图2中可以看出SGRY蛋白的第12和38个氨基酸所在的区域的功能是引导该蛋白进入叶绿体,根据题意,SGRy和SGRY都能进入叶绿体,说明①、②处的变异没有改变其功能,所以突变型的SGRy蛋白功能的改变是由③处变异引起的。(3)欲通过转基因实验验证Y基因“能使子叶由绿色变为黄色”的功能,首先应培育纯合的常绿突变植株y2,然后用含有Y基因的农杆菌感染纯合的常绿突变植株y2,培育出含有目的基因的纯合植株观察其叶片颜色变化。为了排除农杆菌感染对植株的影响,应用含有空载体的农杆菌感染常绿突变植株y2作为对照。