Question

【題目】科研人員利用化學誘變劑EMS誘發水稻D11基因突變，選育出一種純合矮稈水稻突變植株（甲）。將該矮稈水稻與正常水稻雜交，F2表現型及比例為正常植株：矮稈植株=3：1,D11基因的作用如圖所示。請分析并回答問題：

（1）BR與BR受體結合后，可促進水稻細胞伸長，這體現了細胞膜的______功能。

（2）EMS誘發D11基因發生______（顯性/隱性）突變，從而______（促進/抑制）CYP724B1酶的合成，水稻植株內BR含量______，導致產生矮稈性狀。

（3）研究發現，EMS也會誘發D61基因發生突變使BR受體合成受阻。由此說明基因突變具有______特點。

（4）科研人員利用EMS又選育出若干株純合矮稈水稻突變植株（乙）。現將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同（僅由D11基因突變引起的），還是僅由D61基因發生顯性或隱性突變引起的（其它情況不考慮）。

①若雜交子代皆表現為正常植株，則表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發生______（顯性/隱性）突變引起的。

②若雜交子代出現矮稈植株，尚不能確定乙水稻矮稈性狀的產生原因。請進一步設計操作較簡便的實驗方案，預期實驗結果及結論。

實驗方案：雜交子代矮稈植株苗期噴施BR，分析統計植株的表現型及比例。

預期實驗結果及結論：若植株全為______植株，則乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同；若植株全為______植株，則乙水稻矮稈性狀的產生是僅由D61基因發生顯性突變引起的。

Answer 1

【答案】信息交流（或信息傳遞） 隱性 抑制 減少（或降低） 隨機性 隱性 正常 矮稈

【解析】

1、基因突變：

（1）基因突變是指DNA分子中發生堿基對的增添、缺失或替換，而引起基因結構的改變。

（2）基因突變的特點：普遍性、隨機性、不定向性、低頻性和多害少利性。

（3）基因突變的類型包括顯性突變和隱性突變。

2、分析題圖：圖示為D11基因的作用機制圖。D11基因能控制合成CYP724B1酶，CYP724B1酶能促進BR的合成，BR與細胞膜上的BR受體結合后可以促進植株長高。若D11基因發生突變，則會導致CYP724B1酶不能合成，進一步導致BR不能合成，因此形成矮稈植株。

（1）BR與BR受體結合后，可促進水稻細胞伸長，這體現了細胞膜的信息交流功能。

（2）F2表現型及比例為正常植株：矮稈植株=3：1，說明正常相對于矮稈為顯性性狀，由此可見EMS誘發D11基因發生隱性突變；D11基因能控制合成CYP724B1酶，EMS誘發D11基因發生基因突變后會抑制CYP724B1酶的合成，使水稻植株內BR含量減少，進而產生矮稈性狀。

（3）EMS會誘發D11基因發生基因突變，也會誘發D61基因發生突變，可見基因突變具有隨機性特點。

（4）純合矮稈水稻突變植株（甲）是D61基因發生隱性突變形成的。現將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同（僅由D11基因突變引起的），還是僅由D61基因發生顯性或隱性突變引起的。

①若雜交子代皆表現為正常植株，說明D11基因能控制合成CYP724B1酶，進而形成BR，且BR的受體正常，則表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發生隱性突變引起的。

②若雜交子代皆表現為矮稈植株，可能乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同（僅由D11基因突變引起的），也可能是僅由D61基因發生顯性突變引起的，需要進行進一步實驗來探究。若乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同（僅由D11基因突變引起的），則其矮稈性狀形成的原因是不能合成CYP724B1酶，導致BR不能形成所致，這可通過給雜交子代矮稈植株苗期噴施BR，分析統計植株的表現型及比例來判斷，若植株全長為正常植株，則乙水稻矮稈性狀的產生原因是與甲水稻相同。