Question

水稻的弯曲穗和直立穗是一对相对性状，野生型水稻为弯曲穗。与直立穗相关的基因有多个，目前在生产上广泛应用的直立穗品系是水稻9号染色体上DEP1基因的突变体——突变体1。

（1）用化学诱变剂EMS处理野生型水稻，并采用多代_________________（填“杂交”、“测交”或“自交”），获得一个新型直立穗稳定遗传品系—突变体2。为研究突变体2的遗传特性，将其与纯种野生型水稻进行杂交，得到F₁后进行自交，结果见表1。由此结果分析，其遗传符合________________规律。半直立穗性状出现说明直立穗基因对弯曲穗基因_________________________。

表1突变体2直立穗特性的遗传分析

组合	F1表现型	F2表现型及个体数
弯曲穗	半直立穗	直立穗
野生型×突变体2	半直立穗	185	365	170

（2）检测发现，突变体2直立穗基因（DEP2）位于7号染色体上。该基因突变使突变体2中相应蛋白质的第928位的精氨酸（AGG）置换成了甘氨酸（GGG）。利用_______________技术分析，发现该基因发生1个碱基对的改变。由此推测DEP2基因内部的变化可能是_______________________。

（3）已知突变体1直立穗的遗传特性与突变体2相同。将突变体1纯合子与突变体2纯合子杂交，然后将F₁与野生型进行杂交，若F2表现型及比例为_______________（细胞含2个或以上直立穗基因则表现为直立穗），则证明DEP1基因与DEP2基因互为______________________。

（4）研究还发现另一种直立穗水稻突变体，表现出产量明显下降的特征。其突变发生于基因DEP3内部，突变基因编码的mRNA中部被插入3个相邻的碱基GGC，推测翻译后蛋白质分子量发生的变化为_________（从以下选项中选择）。

a． 变大      b． 变小       c． 不变

Answer

自交 分离 不完全显性 DNA测序 A-T变成G-C 弯曲穗：半直立穗：直立穗=1 ：2：1 互为非同源染色体上的非等位基因 ab

【解析】

1.基因突变是指DNA分子中发生的碱基对的增添、缺失和改变，而引起的基因结构的改变，基因突变通常发生在DNA复制的过程中，基因突变能为生物的变异提供最初的原材料。

2．不完全显性是指具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的这一现象。

3.基因分离定律的实质是位于同源染色体的等位基因随着同源染色体的分开和分离。

基因自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的自由组合。

基因分离定律是基因自由组合定律的基础。

（1）通过连续自交并且筛选，可以获得稳定遗传的品系，所以用连续自交的方法来获得突变体2的纯合品系。为研究突变体2的遗传特性，将其与纯种野生型水稻进行杂交，得到F1后进行自交，自交结果可得出弯曲穗：半直立穗：直立穗=1：2：1，由此结果可以分析出，该性状的遗传符合基因的分离定律。不完全显性是具有相对性状的纯合亲本杂交后，F1显现中间类型的现象，故可知半直立穗性状出现说明直立穗基因对弯曲穗基因表现为不完全显性。

（2）DNA测序是指分析特定DNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶与鸟嘌呤的排列方式。发现该基因发生1个碱基对的改变。基因突变使突变体2中相应蛋白质的第928位的精氨酸(AGG) 置换成了甘氨酸(GGG)。由此推测DEP2基因内部的变化可能是碱基替换(A-T变成G-C) 。

（3）由突变体1直立穗的遗传特性与突变体2相同，可知突变2也是单基因隐性遗传，具有不完全显性的现象，用aa表示突变体1、bb表 示突变体2；则突变体1纯合子为aaBB,突变体2纯合子为AAbb，当DEP1基因与DEP2基因非同源染色体上的非等位基因时，杂交得到F1为AaBb；野生型应该为纯合弯曲穗，即AABB；则F1与野生型杂交得到F2的基因型及比例应为AABB ：AaBB：AABb：AaBb= 1 ：1 ：1：1其中AABB表现为弯曲穗、AaBB和AABb表现为半直立穗、AaBb表现为直立穗，因此最终的表现型及比例为弯曲穗：半直立穗：直立穗=1 ：2：1。

（4）突变发生于基因DEP3内部，突变基因编码的mRNA中部被插入3个相邻的碱基GGC，插入之后可能会使其蛋白质分子量变大，插入之后也可能形成终止密码子，终止密码子可以为UAA、UAG、UGA，能提前终止翻译，所以可以推测翻译后蛋白质分子量发生的变化为变大或变小，即选择ab。