通过60CoGy辐射诱变水稻野生型中恢8015（WT），从其后代中分离鉴定出一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5，对其突变基因定位并研究其功能，为雄性不育株系-组卷网

非选择题-解答题较难0.4 引用2 组卷212

通过60CoGy辐射诱变水稻野生型中恢 8015（WT），从其后代中分离鉴定出一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5，对其突变基因定位并研究其功能，为雄性不育株系进行育种应用提供理论基础和基因资源（如图）。

(1)以突变体gamyb5 为__________________（填“父本”或“母本”）与野生型中恢 8015 杂交, 其 F₁植株花粉育性正常，F₁自交后代中突变体约占1/4，说明gamyb5 突变性状为_______________________性状，且至少由_____________________对基因控制。
(2)对野生型和突变体 gamyb5 中的 GAMYB 基因进行 PCR 扩增和测序。测序结果如图甲,gamyb5 突变体中的基因GAMYB 从第446个碱基起,存在______________________________________,最终导致____________________使翻译提前终止。因此，gamyb5突变性状的基因很可能为___________________的等位基因。
(3)已知基因UDT1、TDR 促进花药发育，在减数分裂早期大量表达。有研究报道表明，GAMYB基因影响基因UDT1 表达，从而促进 TDR 表达，调控花药发育，结合图乙中 gamyb5 与中恢8015野生型隐性核雄性不育关键基因表达量，分析其分子水平上的依据：_____________________________________。

23-24高三下·重庆·阶段练习

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知识点：基因分离定律的实质和应用遗传信息的翻译基因突变答案解析【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！

(1)测定水稻的基因组序列，需要对____条染色体进行基因测序。
(2)水稻胚芽鞘上具有紫线性状，该性状可用于杂交水稻种子的筛选。为探明紫线性状的遗传规律，科研人员利用纯种水稻进行如下杂交实验（如图 1）。由杂交结果可知，控制胚芽鞘有无紫线的两对等位基因（B 和 b、D 和 d）位于非同源染色体上，则籼稻1和粳稻2的基因型分别是____、____。
(3)进一步研究发现，种子外壳尖紫色（其相对性状为外壳尖无紫色）、胚芽鞘紫线是由相同基因控制的。已知种子外壳尖由母本的体细胞发育而来，胚芽鞘由受精卵发育而来。科研人员根据表现型能够快速把籼稻（BBdd）和粳稻（bbDD）杂交后的种子与自交种子及人为混入的种子（外壳尖紫色、胚芽鞘紫线）区分开，依据是籼稻（BBdd）、粳稻（bbDD）自交后的种子的表现型为____，籼稻（BBdd）和粳稻（bbDD）杂交后种子的表现型为____。
(4)水稻雄性可育与 TMS5 和 Ub 基因有关。TMS5 基因编码一个核酸酶 RNase Z^Sl，野生型 TMS5和tms5基因在第 70、71 碱基对出现差异（图2）。Ub基因编码Ub蛋白，高温诱Ub过量表达，花粉母细胞中 Ub 蛋白含量过多导致花粉败育（图3）。

由图 2、图 3 可知，tms5 温敏不育系突变体是由 TMS5 基因突变为 tms5的隐性突变体，mRNA 提前出现终止密码子____，使翻译提前终止，核酸内切酶 RNase Z^Sl空间结构发生改变，导致功能丧失。在高于 25℃时，Ub 基因过度表达，转录出的 mRNA 未被及时分解，Ub 蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育。在杂合子中同时含有正常 RNase Z^Sl和失活的 RNase Z^Sl，高于 25℃时，Ub基因转录出的过多mRNA被RNase Z^Sl分解，____，表现为花粉可育，因此雄性可育相对于雄性不育为显性。

具有杂种优势的种子可以提高水稻（2N=24，自花传粉植物）产量，雄性不育水稻的培育促进了杂交育种的进程。某籼稻温敏不育系突变体，温度高于25℃时表现为花粉败育。分析并回答下列问题：
(1)测定水稻的基因组序列，需对_______条染色体进行基因测序。
(2)水稻胚芽鞘上具有紫线性状，该性状可用于杂交水稻种子的筛选。为探明紫线性状的遗传规律，科研人员利用纯种水稻进行如下杂交实验（如图1）。

由杂交结果可知，控制胚芽鞘有无紫线的两对等位基因（B和b、D和d）位于非同源染色体上，则籼稻1和粳稻2的基因型分别是_______、_______。
(3)进一步研究发现，种子外壳尖紫色（其相对性状为外壳尖无紫色）、胚芽鞘紫线是由相同基因控制的。已知种子外壳尖由母本的体细胞发育而来，胚芽鞘由受精卵发育而来。科研人员根据表现型能够快速把籼稻（BBdd）和粳稻（bbDD）杂交后的种子与自交种子及人为混入的种子（外壳尖紫色、胚芽鞘紫线）区分开，依据是籼稻（BBdd）、粳稻（bbDD）自交后的种子的表现型为_______，籼稻（BBdd）和粳稻（bbDD）杂交后种子的表现型为_______。
(4)水稻雄性可育与TMS5和Ub基因有关。TMS5基因编码一个核酸酶RNase Z^Sl，野生型TMS5和tms5基因在第70、71碱基对出现差异（图2）。Ub基因编码Ub蛋白，高温诱导Ub过量表达，花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育（图3）。（终止密码子为UAA、UAG、UGA）

①由图2、图3可知，tms5温敏不育系突变体是由TMS5基因突变为tms5的隐性突变体，mRNA提前出现终止密码子UAG，使翻译提前终止，核酸内切酶RNase Z^Sl空间结构发生改变，导致功能丧失。在高于25℃时，Ub基因过度表达，转录出的mRNA未被及时分解，Ub蛋白在细胞内含量过多导致花粉败育。在杂合子中同时含有正常RNase Z^Sl和失活的RNase Z^Sl，高于25℃时，Ub基因转录出的过多mRNA被RNase Z^Sl分解，_______，因此雄性可育相对于雄性不育为显性。
②以温敏雄性不育系突变体为材料，通过实验验证“花粉母细胞中Ub蛋白含量过多导致花粉败育”，实验组的处理和预期结果为_______。
A．抑制Ub基因表达 B．高表达Ub基因 C．低温处理 D．高温处理 E．雄性可育 F．雄性不育
(5)科研人员发现另一温敏雄性不育隐性突变体tms3，温度高于25℃时雄性不育。请设计实验验证tms3和tms5是非等位基因控制的2个雄性不育系，写出设计思路和预期结果：_______。

水稻是一种雌雄同株的植物。育种工作者发现一株水稻突变体S（正常为野生型）该突变体花粉粒数目减少，部分花粉粒败育。为研究突变基因的遗传特点和分子机制，科研人员进行了如下研究。

杂交编号	杂交组合	F₁表型	F₂表型
杂交Ⅰ	突变体S♂×野生型♀	野生型	野生型171 突变型57
杂交Ⅱ	突变型S♀×野生型♂	野生型	野生型155 突变型51

(1)据上表结果分析，显性性状是__________，判断依据是____________________。研究人员发现野生稻品种甲7号染色体上具有抗病基因M，突变体乙染色体相应位置为隐性基因，将甲、乙杂交，F₁自交，用PCR方法检测F₂群体中植株的基因型，发现不同基因型个体数如下：MM有65株，Mm有78株，mm有11株。F_l产生的雌配子育性正常，而带有m基因的花粉成活率很低，含m的花粉有__________不育。
(2)SSR是DNA分子中的简单重复序列，非同源染色体上的SSR重复单位不同，不同品种的同源染色体的SR重复次数不同，因此常用于染色体特异性标记。研究者利用水稻3号、4号染色体上特异的SSR进行PCR扩增，对野生型和突变体S杂交后代的SSR分析结果如下图所示。
据图判断，突变基因位于__________号染色体上，依据是____________________；推测F₂中突变体的4号染色体SSR扩增结果应有__________种，且比例为__________。

(3)研究发现，突变体S的R5基因起始密码子对应的ATG上游30bp处，有1214bp序列插入，R5基因启动子序列中存在高温响应元件及大量光响应元件（“响应元件是启动子内的一段DNA序列，与特异的转录因子结合，调控基因的转录），这说明其表达可能受温度和光照等环境因素的影响。请推测突变体S花粉数目减少，部分花粉败育的原因______________________________。
(4)科研人员在实验室分离到两种纯合雄性不育水稻（分别用株系N、株系R表示），这两种株系的不育性状各由1对等位基因控制，且均为隐性突变所致。研究表明株系R经低温处理可以恢复育性。请利用株系N、R设计杂交实验来推断两对基因在染色体上的位置关系。（写出实验思路）

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