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）：CAAG   旱敏基因（r）：CATG。据此分析，抗旱基因突变为旱敏基因的根本原因是____________。

（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，剩余植株随机交配，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

第一步：_______________________________________________________________________；

第二步：________________________________________________________________________。

Answer

基因的选择性表达 碱基对替换 4/9 1/9 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：梳理细胞分化、基因突变、基因的自由组合定律等相关基础知识，形成清晰的知识网络。据此从题意中提取有效信息，进行相关问题的解答。

(1) 茎部细胞、叶肉细胞和根部细胞的形成都是细胞分化的结果，而细胞分化的实质是基因的选择表达，所以该代谢产物在茎、叶肉细胞中很难找到、而在根部细胞中却能找到的根本原因是基因的选择性表达。

(2)已知抗旱基因（R）和旱敏基因（r）的部分核苷酸序列分别为CAAG和CATG ，对比分析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。

(3) 由题意可知，亲本纯合的旱敏性多颗粒植株与纯合的抗旱性少颗粒植株的基因型分别为rrDD、RRdd，二者所得杂交F1的基因型为RrDd。F1自交，F2抗旱性多颗粒植株中双杂合子（RrDd）占的比例是（1/2 Rr×1/2Dd）÷（3/4R_×3/4D_）＝4/9。若拔除F2中所有的旱敏性植株后，剩余植株中RR∶Rr＝1∶2，产生的雌配子和雄配子均为2/3 R、1/3r，所以剩余植株随机交配，F3中旱敏性植株的比例是1/3r×1/3r＝1/9rr。

(4) 由题意可知：该实验的目的是利用抗旱性少颗粒（Rrdd）和旱敏性多颗粒（rrDd）两植物品种作试验材料，快速培育使后代个体全部都是抗旱性多颗粒杂交种（RrDd），因此可采用单倍体育种的方法，其过程为：先用基因型为Rrdd和rrDd的植株通过单倍体育种得到基因型为RRdd和rrDD的植株，然后让它们杂交得到抗旱型多颗粒杂交种(RrDd)。