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非选择题-解答题 较难0.4 引用2 组卷114
水稻A1和A2基因分别位于5号染色体和1号染色体,两者编码的蛋白都是赤霉素合成的关键酶。科研人员利用CRISRR/Cas9基因编辑系统改造A1获得突变体OX1;改造A2获得突变体-OX2。回答下列问题:
(1)序列分析表明,突变体OX1在A1基因编码氨基酸的序列增加了一个碱基“T”。与野生型A1蛋白(384个氨基酸)相比,A1基因突变导致翻译产生的蛋白质第1-44位氨基酸与野生型一致,第45-237位异常,而后终止。说明A1基因插入碱基“T”导致mRNA编码第45-237位氨基酸的_____发生改变,并_____。突变体OX2的A2基因编码氨基酸的序列缺失了一个碱基C,可推测该基因突变导致翻译的蛋白质中氨基酸的种类、数目、排列顺序可能发生的变化是_____
(2)现将纯合的隐性突变体OX1、OX2及野生型水稻种植在相同的环境中,野生型表现为花粉发育正常、株高正常,OX1表现为花粉可育率低、株高正常,OX2表现为花粉发育正常、矮杆。
①如果用杂交方法验证自由组合定律,并期望F2出现9:3:3:1的性状分离比,除需满足完全显性、不同基因型的受精卵存活率相同外,还需满足的条件有_____(至少写出两点)。
②虽然A1和A2基因编码的蛋白都是赤霉素合成的关键酶,但OX1、OX2突变体表现不同性状,有人认为这与A1、A2基因在不同组织细胞中选择性表达有关,写出验证该假设的实验设想_____
2024·福建福州·三模
知识点:基因自由组合定律的实质和应用基因、蛋白质与性状的关系基因突变其他植物激素的产生、分布和功能 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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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 ZSl,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 ZSl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 ZSl和失活的RNase ZSl,高于25℃时,Ub基因转录出的过多mRNA被RNase ZSl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:_______
安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系突变体,其在温度高于25℃时表现为花粉败育。水稻可进行自花受粉,其雄性可育与TMS5基因和Ub基因有关。TMS5基因编码核酸酶(RNase ZS1)用于切割Ub基因转录出的mRNA,避免产生过多的Ub蛋白。野生型的TMS5基因在第70、71位碱基对发生了替换,形成雄性不育突变体的tms5基因。图1仅显示基因中非模板链部分碱基序列。高温诱导Ub基因过量表达,若Ub蛋白含量过多将导致花粉败育,如图2所示。请回答下列问题:

   

(1)利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种,该过程中不需要________
(2)将野生型与雄性不育突变体杂交,F1均为野生型,F1自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3∶1,说明雄性不育性状由________性基因控制。
(3)结合图1推断RNase ZS1失活的原因:TMS5基因突变为tms5基因,第70、71位碱基对发生替换,导致________,进而使RNase ZS1空间结构发生改变,功能丧失。结合图1、图2,从分子水平说明安农S-1在高温下花粉败育的原因:________________
(4)科研人员发现另一温敏雄性不育隐性突变体甲,其在温度高于25℃时也表现为花粉败育,由隐性基因tms3控制。请设计实验验证tms3基因和tms5基因是非等位基因,写出设计思路和预期结果。
设计思路:________
预期结果:________
(5)若tms3基因与tms5基因分别位于两对同源染色体上。在温度低于25℃条件下,让两种纯合突变体杂交得F1,F1自交得F2,在温度高于25℃条件下,F2育性的表型及比例为________________,其中雄性可育个体的基因型有________种。
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。

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