Question

水稻叶片宽窄受细胞数目和细胞宽度的影响，为探究水稻窄叶突变体的遗传机理，科研人员进行了实验。

(1)科研人员利用化学诱变剂处理野生型宽叶水稻，可诱发野生型水稻的 DNA 分子中发生碱基对的_____，导致基因突变，获得水稻窄叶突变体。

(2)测定窄叶突变体和野生型宽叶水稻的叶片细胞数目和单个细胞宽度，结果如图所示。说明窄叶是由于_________所致。

(3)研究发现，窄叶突变基因位于 2 号染色体上。科研人员推测号染色体上已知的三个突变基因可能与窄叶性状出现有关。这三个突变基因中碱基发生的变化如表所示。

突变基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
碱基变化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白质	与野生型分子结构无差异	与野生型有一个氨基酸不同	长度比野生型明显变短

由上表推测，基因Ⅰ的基因突变___ （填“会”或“不会”）导致窄叶性状。基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短，这是由于基因Ⅲ的突变导致_________

(4)随机选择若干株 F₂ 窄叶突变体进行测序，发现基因Ⅱ的 36 次测序结果中该位点的碱基 35 次为T，基因Ⅲ的 21 次测序结果中该位点均为碱基 TT 缺失。综合上述实验结果判断，窄叶突变体是由于基因________（填“Ⅱ”或“Ⅲ”或“Ⅱ、Ⅲ同时”）发生了突变。

Answer

增添、缺失、替换 细胞数目减少(而不是单个细胞宽度变窄) 不会 翻译提前终止（终止密码子提前） Ⅱ、Ⅲ同时

【解析】

1、基因突变是DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变；碱基对的增添、缺失或替换如果发生在基因的非编码区，则控制合成的蛋白质的氨基酸序列不会发生改变，如果发生在编码区，则可能因基因控制合成的蛋白质的氨基酸序列改变，碱基对替换往往只有一个密码子发生改变，翻译形成的蛋白质中的一个氨基酸发生变化，碱基对增添或缺失往往会引起从突变点之后的多个密码子发生变化，基因控制合成的蛋白质的多个氨基酸发生改变。2、分析题图可知，与突变体相比，野生型细胞个数明显多于突变型，而野生型和突变体的每个细胞的宽度相同，因此突变体窄叶是由于细胞数目减少，而不是每个细胞的宽度变窄。

（1）由基因突变的概念可知，导致基因突变的原因是碱基对的增添、缺失或替换。

（2）由柱形图分析可知，窄叶性状出现是由于基因突变导致细胞数目减少造成的，每个细胞的宽度没有变窄。

（3）由表格信息可知，基因Ⅰ的突变是碱基对增添造成的，突变基因控制合成的蛋白质分子没有改变，最可能的原因是突变发生在非编码区；由于蛋白质没有发生变化，该基因突变不会导致窄叶性状；基因Ⅲ突变使蛋白质长度明显变短，说明基因突变使基因转录形成的mRNA上的终止密码子提前，翻译提前终止。

（4）选择若干株F2窄叶突变体进行测序，发现基因Ⅱ的36次测序结果中该位点的碱基35次为T，说明存在突变基因Ⅱ，基因Ⅲ的21次测序结果中该位点均为碱基TT缺失，说明窄叶突变体是由于基因Ⅱ、Ⅲ同时发生了突变。