Question

在培养的二倍体水稻群体中发现一株黄叶色的植株甲。科研人员对此变异进行深入研究。

（1）植株甲自交，后代出现黄叶致死∶黄叶∶绿叶=1∶2∶1，表明植株甲为___________（杂合子/纯合子），决定此种黄叶色基因记为Chy，则Chy在细胞中的位置为___________。

（2）提取植株甲与野生型植株的DNA，对两种植株的DNA进行扩增，依据的原理是___________。利用能与已知染色体DNA特定结合的多对__________扩增，然后逐一对比找出_________（相同/不同）的扩增产物，初步确定了此基因在11号染色体上。

（3）已11号染色体上还有一个突变基因Chl9，其指导合成的酶与正常酶存在竞争关系，影响叶绿素合成。植株中若有Chl9，则叶色偏黄。为确定Chy与Chl9的位置关系，用植株甲与Chl9纯合子杂交（F₁中Chl9位置若无野生型基因则幼苗期致死）。

假设一：若F₁中出现致死幼苗，则这两种基因的位置关系为___________；

假设二：若F₁中无致死幼苗，则这两种基因的位置关系为___________。

杂交实验结果证明假设一的位置关系成立，体现了基因突变具有____________（特点）。

（4）Chy表达产物参与图1所示的相关代谢反应过程，其中A、B、C、D表示相关化学反应。测量植株甲与野生型植株中相关物质含量的相对值，结果如图2。

由图1、2可知，与野生型相比，植株甲中___________积累，其原因可能是Chy的表达产物影响___________（填图1中字母）化学反应。试分析植株甲中也有叶绿素合成的原因是___________。

（5）将Chy转入野生型植株，获得转入1个Chy的植株，Chy未破坏野生型植株的基因。       此转基因植株自交，后代叶色出现三种类型：黄叶、绿叶、叶色介于二者之间，其中黄叶植株所占比例为1/4，绿叶和叶色介于二者之间的植株比例分别为_________。

（6）上述实验表明，水稻叶色的遗传受基因的_________和 _________共同控制。

Answer

杂合子 细胞核 DNA（双链）复制 引物 不同 同源染色体的相同位置（等位基因） 同源染色体的不同位置（非等位基因） 不定向性 原卟啉 A Chy的表达产物可以催化A反应；植株甲中有正常基因，可以使A反应进行 1/4，1/2 种类 数量或比例

【解析】试题分析：二倍体水稻群体中发现一株黄叶色的植株甲，说明该群里一开始都是纯合子。植株甲自交，后代出现黄叶致死∶黄叶∶绿叶=1∶2∶1，说明该植株为杂合子，其中绿叶为隐性纯合子。

（1）植株甲自交后代出现性状分离且分离比为：黄叶致死 C 黄 C 黄：黄叶 C 黄 C 野：绿叶 C 野 C 野 = 1:2:1，符合分离定律，可推知植株甲为杂合子（C 黄 C 野），相关基因在细胞核中的染色体上。（Chy 基因用 C 黄表示）

（2）体外利用 PCR 技术扩增 DNA 利用的是体内 DNA 分子复制的原理，需要多对引物，比较甲植株和野生植株的不同扩增产物，可确定突变基因的位置。

（3）甲与 Chl9 纯合子杂交（Chl9 基因用 C 偏黄表示）：C 黄 C 野×C 偏黄 C 偏黄→F1。

①若 C 黄、C 偏黄、C 野为 11 号染色体上的等位基因，则 F1 应为：C 黄 C 偏黄、C 偏黄 C 野，其中 C 黄 C 偏黄不含野生基因，幼苗期致死。

②若 C 黄、C 偏黄不是等位基因，则 F1 应为：C 黄 C 野 C 偏黄、C 野 C 野 C 偏黄，都含野生基因，无致死幼苗。杂交实验结果证明 C 黄、C 偏黄、C 野为等位基因，体现了基因突变的不定向性。

（4）图 2 中显示，甲植株原卟啉含量高于野生植株而镁原卟啉含量低于野生植株，可推知

Chy 基因表达产物影响的是 A 反应过程。植株甲为杂合子，含有野生基因，野生基因表达产物使 A 化学反应仍能进行，从而经过系列反应仍能合成叶绿素。

（5）将 Chy 基因转入野生植株，获得含 1 个 Chy 基因的杂合体，并且由题知 Chy 基因插入位置不在野生基因位置，所以该转基因植株为:

或。

则其自交后代为：黄叶（C 黄 C 黄 C 野 C 野）占 1/4，叶色介于黄绿间（C 黄 C 野 C 野）占 1/2，绿叶（C 野 C 野）占 1/4。

（6）由题可知，控制叶色的基因有 Chy、Chl9、野生基因，并且基因在不同位置对表现型的影响也不同，所以，水稻叶色的遗传受基因种类和位置的共同影响。