Question

【題目】轉座子是指一段可移動DNA片段，可在同一染色體的不同位點或不同染色體之間發生轉移。雄性不育植株不能產生正常功能的花粉，但雌蕊發育正常。研究人員利用已知序列的M加轉座子對雄性不育玉米植株進行了系列研究。

（1）轉座子插入可導致基因斷裂，發生突變，利用雄性不育玉米植株Mo17和具有u轉座子活性（有相應的轉移酶，使轉座子能移動）的玉米植株進行了系列雜交實驗，最終獲得育性恢復突變體（無轉移酶，轉座子不能移動），用H表示M如插入的染色體。突變體植株通過__________產生2種類型的花粉；含h染色體的花粉敗育，含H染色體的花粉育性恢復。將該育性恢復突變體植株自交，子代的育性表現為：______________________。

（2）提取育性恢復突變體與________的DNA進行比對，僅突變體植株含有的特異片段即為___________，再將其兩端的堿基序列與玉米全基因組比對，最終確定了導致雄性不育的基因rp16。

（3）進一步研究發現，rp16基因決定育性的機理如下圖所示，圖中①表示_____過程，②發生的場所是_______。由此可見，花粉的育性是由_______控制的。據圖推測Mu插入導致育性恢復的原因：_________。

Answer 1

【答案】減數分裂 均可育 不育株Mo17 Mu轉座子 轉錄 核糖體 細胞核基因和線粒體基因共同 Mu插入引起rp16基因突變，不能合成rp16蛋白，從而抑制不育蛋白的合成，使花粉的育性得以恢復

【解析】

1、基因分離定律和自由組合定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數分裂產生配子的過程中，位于同源染色體的等位基因隨同源染色體分離而分離，位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合。

2、基因通過轉錄和翻譯過程控制蛋白質的合成進而控制生物的性狀，細胞核、線粒體、葉綠體含有DNA，因此轉錄的場所是細胞核、線粒體、葉綠體，翻譯的場所是核糖體。

（1）花粉粒含有雄配子，植物產生花粉粒是通過減數分裂過程；恢復育性突變體的基因型是Hh，由于h花粉敗育，因此自交后代基因型是HH、Hh，都表現為可育。

（2）育性恢復突變體的染色體組型Hh（H含有轉座子），不育株Mo17hh（h不含有轉座子），二者的DNA對比，特異性片段為轉座子。

（3）由題圖可知，①是以基因為模板形成mRNA，是轉錄過程，②是以mRNA為模板合成蛋白質，是翻譯過程，發生在核糖體上；由題圖可知，花粉的育性是由細胞核基因和線粒體基因共同決定；Mu插入引起rp16基因突變，不能合成rp16蛋白，從而抑制不育蛋白的合成，使花粉的育性得以恢復。