Question

【題目】水稻葉片寬窄受細胞數目和細胞寬度的影響，為探究水稻窄葉突變體的遺傳機理，科研人員進行了實驗。

（1）科研人員利用化學誘變劑處理野生型寬葉水稻，可誘發野生型水稻的 DNA 分子中發生堿基對的__________________________，導致基因突變，獲得水稻窄葉突變體。

（2）測定窄葉突變體和野生型寬葉水稻的葉片細胞數目和單個細胞寬度，結果如圖所示。

該結果說明窄葉是由于__________________，而不是____________________所致。

（3）將窄葉突變體與野生型水稻雜交，F1 均為野生型，F1 自交，測定 F2 水稻的_______________，統計得到野生型 122 株，窄葉突變體 39 株。據此推測該性狀受___________對等位基因的控制，且窄葉性狀是____________性狀。

（4）研究發現，窄葉突變基因位于 2 號染色體上。科研人員推測 2 號染色體上已知的三個突變基因可能與窄葉性狀出現有關。這三個突變基因中堿基發生的變化如下表所示。

突變基因	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
堿基變化	C→CG	C→T	CTT→C
蛋白質	與野生型分子結構無差異	與野生型有一個氨基酸不同	長度比野生型明顯變短

由上表推測，基因Ⅰ的突變沒有發生在____________________序列，該基因突變________________（填“會”或“不會”）導致窄葉性狀。基因Ⅲ突變使蛋白質長度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導致________________________。

（5）隨機選擇若干株 F2 窄葉突變體進行測序，發現基因Ⅱ的 36 次測序結果中該位點的堿基 35 次為 T，基因Ⅲ的 21 次測序結果中該位點均為堿基 TT 缺失。綜合上述實驗結果判斷，窄葉突變體是由于基因____________________發生了突變。

（6）F2 群體野生型 122 株，窄葉突變體 39 株，仍符合 3:1 的性狀分離比，其原因可能是________。

Answer 1

【答案】增添、缺失、替換 細胞數目減少 而不是單個細胞寬度變窄 （單株）葉片寬窄 一對 隱性 密碼子對應（或“編碼”） 不會 翻譯提前終止 Ⅱ、Ⅲ（同時） 基因Ⅱ、Ⅲ之間未發生交叉互換（或“基因Ⅱ、Ⅲ中的一個突變對性狀無影響”）

【解析】

1.基因突變是DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換而引起的基因結構的改變；堿基對的增添、缺失或替換如果發生在基因的非編碼區，則控制合成的蛋白質的氨基酸序列不會發生改變，如果發生在編碼區，則可能因此基因控制合成的蛋白質的氨基酸序列改變，堿基對替換往往只有一個密碼子發生改變，翻譯形成的蛋白質中的一個氨基酸發生變化，堿基對增添或缺失往往會引起從突變點之后的多個密碼子發生變化，基因控制合成的蛋白質的多個氨基酸發生改變。

2.分析題圖可知，與突變體相比，野生型細胞個數明顯多于突變型，而野生型和突變體的每個細胞的寬度相同，因此突變體窄葉是由于細胞數目減少，而不是每個細胞的寬度變窄。

（1）由基因突變的概念可知，導致基因突變的原因是堿基對的增添、缺失或替換。

（2）由柱形圖分析可知，窄葉性狀出現是由于基因突變導致細胞數目減少造成的，每個細胞的寬度沒有變窄。

（3）窄葉突變體與野生型水稻雜交，F1均為野生型，F1自交，測定 F2 水稻的（單株）葉片寬窄，結果為野生型與突變型之比接近3：1，說明突變型窄葉是隱性性狀，且由一對等位基因控制。

（4）由表格信息可知，基因Ⅰ的突變是堿基對增添造成的，突變基因控制合成的蛋白質分子沒有改變，最可能的原因是突變發生在非編碼區；由于蛋白質沒有發生變化，該基因突變不會導致窄葉性狀；基因Ⅲ突變使蛋白質長度明顯變短，說明基因突變使基因轉錄形成的mRNA上的終止密碼子提前，導致翻譯提前終止。

（5）選擇若干株F2窄葉突變體進行測序，發現基因Ⅱ的36次測序結果中該位點的堿基35次為T，說明存在突變基因Ⅱ，基因Ⅲ的21次測序結果中該位點均為堿基TT缺失，說明該突變體同時存在突變基因Ⅲ。

（6）F2群體野生型122株，窄葉突變體39株，仍符合3：1的性狀分離比，說明雖然同時存在突變基因Ⅱ、Ⅲ，但是基因Ⅱ、Ⅲ之間未發生交叉互換或其中一個突變對性狀無影響。