Question

转座子是指一段可移动DNA片段，可在同一染色体的不同位点或不同染色体之间发生转移。雄性不育植株不能产生正常功能的花粉，但雌蕊发育正常。研究人员利用已知序列的M加转座子对雄性不育玉米植株进行了系列研究。

（1）转座子插入可导致基因断裂，发生突变，利用雄性不育玉米植株Mo17和具有u转座子活性（有相应的转移酶，使转座子能移动）的玉米植株进行了系列杂交实验，最终获得育性恢复突变体（无转移酶，转座子不能移动），用H表示M如插入的染色体。突变体植株通过__________产生2种类型的花粉；含h染色体的花粉败育，含H染色体的花粉育性恢复。将该育性恢复突变体植株自交，子代的育性表现为：______________________。

（2）提取育性恢复突变体与________的DNA进行比对，仅突变体植株含有的特异片段即为___________，再将其两端的碱基序列与玉米全基因组比对，最终确定了导致雄性不育的基因rp16。

（3）进一步研究发现，rp16基因决定育性的机理如下图所示，图中①表示_____过程，②发生的场所是_______。由此可见，花粉的育性是由_______控制的。据图推测Mu插入导致育性恢复的原因：_________。

Answer

减数分裂 均可育 不育株Mo17 Mu转座子 转录 核糖体 细胞核基因和线粒体基因共同 Mu插入引起rp16基因突变，不能合成rp16蛋白，从而抑制不育蛋白的合成，使花粉的育性得以恢复

【解析】

1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体的等位基因随同源染色体分离而分离，位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。

2、基因通过转录和翻译过程控制蛋白质的合成进而控制生物的性状，细胞核、线粒体、叶绿体含有DNA，因此转录的场所是细胞核、线粒体、叶绿体，翻译的场所是核糖体。

（1）花粉粒含有雄配子，植物产生花粉粒是通过减数分裂过程；恢复育性突变体的基因型是Hh，由于h花粉败育，因此自交后代基因型是HH、Hh，都表现为可育。

（2）育性恢复突变体的染色体组型Hh（H含有转座子），不育株Mo17hh（h不含有转座子），二者的DNA对比，特异性片段为转座子。

（3）由题图可知，①是以基因为模板形成mRNA，是转录过程，②是以mRNA为模板合成蛋白质，是翻译过程，发生在核糖体上；由题图可知，花粉的育性是由细胞核基因和线粒体基因共同决定；Mu插入引起rp16基因突变，不能合成rp16蛋白，从而抑制不育蛋白的合成，使花粉的育性得以恢复。