Question

科学家发现多数抗旱性农作物能通过细胞代谢，产生一种代谢产物，调节根部细胞液的渗透压，此代谢产物在叶肉细胞和茎部细胞中却很难找到。请回答下列问题：

（l）这种代谢产物在茎部和叶肉细胞中很难找到，而在根部细胞中却能找到，究其根本原因是____________。

（2）现有某抗旱农作物，体细胞内有一个抗旱基因（R），其等位基因为r（旱敏基因）。

研究发现R、r的部分核苷酸序列如下：

抗旱基因（R）：ATAAGCAAGACATTA    旱敏基因（r）：ATAAGCATGACATTA

①据此分析，抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是____________。

②研究得知与抗旱有关的代谢产物主要是糖类，则该抗旱基因控制抗旱的方式是_______。

（3）己知抗旱性（R）对旱敏性（r）为显性，多颗粒（D）对少颗粒（d）为显性，两对等位基因分别位于两对同源常染色体上。纯合的旱敏性多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株杂交，F₁自交，F₂抗旱性多颗粒植株中双杂合子占的比例是____________。若拔除F₂中所有的旱敏性植株后，剩余植株相互杂交，F₃中旱敏性植株的比例是____________。

（4）请利用抗旱性少颗粒（Rrdd）和旱敏性多颗粒（rrDd）两植物品种作试验材料．

设计一个快速育种方案，使后代个体全部都是抗旱性多颗粒杂交种（RrDd），用文字简要说明____________。

Answer

基因的选择性表达 碱基对替换 基因控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程 4/9 1/6 先用（Rrdd）和（rrDd）通过单倍体育种得到（RRdd）和（rrDD） ,然后让它们杂交得杂交种(RrDd)

【解析】试题分析：

抗旱型农作物表现为耐干旱，说明抗旱型农作物能生活在外界渗透压较大的环境中，只有当该农作物具备更高的渗透压，才能再吸水。故可推出该代谢产物能够使细胞液的渗透压增大，从而增强根细胞的吸水能力。抗旱型植物的抗旱性状，是分化的结果，即基因选择性的表达。

基因控制酶的合成来控制生物的新陈代谢过程，进而控制生物的性状，为间接控制。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状，为直接控制。

杂交育种的原理是基因重组，能够将两个亲本的优良性状几种到一个个体上。

解析：

（1）抗旱型农作物产生的代谢产物能够使细胞液的渗透压增大，从而增强根细胞的吸水能力。

（2）该代谢产物在茎、叶肉细胞中很难找到的根本原因是基因的选择性表达。

（3）对比R基因与r基因的核苷酸序列可知，R基因上的A被T取代从而突变成了r基因，这是碱基对的替换引起的基因突变．与抗旱有关的代谢产物是糖类，糖类的合成需要酶的催化，说明基因可以通过控制酶的合成来控制生物的新陈代谢。

（4）由题干信息知，亲本基因型为rrDD、RRdd，F1的基因型为RrDd．①F1自交，F2抗旱型多颗粒植株中双杂合子（RrDd）所占比例为4/9．②拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余的植株中RR占1/3，Rr占2/3，自交所得F3中旱敏型植株（rr）所占比例为2/3×1/4=1/6。

（5）通过一次杂交获得抗旱型多颗粒杂交种（RrDd）需要用单倍体育种的方法。

点睛：

本题以抗旱型农作物的育种和抗旱原理为载体，考查学生对渗透作用和杂交育种的理解，要求学生知晓基因突变的概念、杂交育种的原理和过程以及渗透作用发生的原因。