Question

水稻花为两性花，风媒传粉，花小，杂交育种工作量巨大。水稻的紫叶鞘对绿叶鞘完全显性，受一对等位基因控制（设为A和a）。现有紫叶鞘（甲）和绿叶鞘（乙）两个纯系水稻品种，将甲、乙两种水稻间行种植。

（1）若要获得甲为父本、乙为母本的杂交种子，需对母本植株进行       （操作）并套袋隔离，待父本植株花粉成熟后人工授粉并进行套袋隔离。种子成熟后收获      （填“甲”或“乙”）植株上结的种子即为杂交种子，播种这些种子所得的幼苗表现型只有1种，若某次实验的这些幼苗出现了性状分离，原因可能是             。

（2）若间行种植后自然生长，待种子成熟后，收获乙品种植株上的种子播种，长出的幼苗将会出现紫叶鞘和绿叶鞘两种表现型。其中    性状幼苗是乙的自交后代，请用遗传图解解释你的判断。

（3）由于甲、乙两品系各有一些不同的优良性状，研究者欲以此为基础培育优良杂种。请你设计一个简便易行的方法实现甲、乙间的杂交，获得杂种植株。你的方案是：                。

（4）20世纪90年代有研究发现在某些单细胞原核及真核生物中表达的一些蛋白质中发现了内含肽和外显肽。这些蛋白质在翻译后内含肽将自动删除，然后将外显肽连接起来，才能成为一个有功能的蛋白质分子，如下图所示。

①该图表示的过程中遗传信息的传递方向为              。该图所示蛋白质分子的剪接过程      （填“是”或“不”）需要蛋白酶参与。

②据图可知，经过翻译后的加工，蛋白质中氨基酸的              可能发生改变。同一个基因可能形成         种蛋白质产物。

Answer

（1）未成熟去雄 乙 操作失误（如没有全部套袋隔离、母本去雄不彻底等）

（2）绿叶鞘

（2分）

（3）将甲乙间行种植，令其自然传粉，收获乙植株上的种子，种植，在苗期根据叶鞘色选苗，保留紫叶鞘幼苗即为杂种植株。（2分）

（4）DNA→RNA→蛋白质 不 种类、数目、排列顺序（缺一个不给分） 一或多

【解析】（1）人工异花授粉过程为：去雄（在花蕾期去掉雄蕊）→套上纸袋→人工异花授粉（待花成熟时，采集另一株植株的花粉涂在去雄花的柱头上）→套上纸袋。若要获得甲为父本、乙为母本的杂交种子，需对母本植株进行去雄并套袋隔离，待父本植株花粉成熟后人工授粉并进行套袋隔离。种子成熟后收获乙（母本）植株上结的种子即为杂交种子。依题意可知：紫叶鞘（甲）和绿叶鞘（乙）两个纯系水稻品种的基因型分别为AA、aa，人工杂交所得杂交种子的基因型为Aa，播种这些种子所得幼苗的基因型均为Aa，表现型只有紫叶鞘1种，若某次实验的这些幼苗出现了性状分离，原因可能是由于操作失误（如没有全部套袋隔离、母本去雄不彻底等）造成母本发生了部分自交。

（2）水稻花为两性花，风媒传粉。若将甲、乙两种水稻间行种植后自然生长，既可以发生自交，也可以发生杂交，因此待种子成熟后，收获乙品种植株上的种子播种，长出的幼苗将会出现紫叶鞘和绿叶鞘两种表现型，其中绿叶鞘性状幼苗是乙的自交后代，遗传图解见答案。

（3）若利用甲、乙两品系各自具有的不同的优良性状培育优良杂种，简便易行的方法是采取杂交育种：即将甲乙间行种植，令其自然传粉，收获乙植株上的种子、种植，在苗期根据叶鞘色选苗，保留紫叶鞘幼苗即为杂种植株。

（4）①该图表示遗传信息的转录和翻译，在转录和翻译过程中遗传信息的传递方向为：DNA→RNA→蛋白质。蛋白酶可催化蛋白质水解为多肽，而该图所示蛋白质分子的剪接过程是 “将内含肽自动删除、将外显肽连接”起来，涉及到肽键的断裂和形成，因此不需要蛋白酶参与。

②依题意可知：翻译后的加工是指内含肽的删除、外显肽的连接，因此蛋白质中氨基酸的种类、数目、排列顺序可能发生改变。同一个基因可能形成一或多种蛋白质产物。

【考点定位】基因的分离定律、杂交育种、遗传信息的转录和翻译。