Question

9．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)多數(shù)抗旱型農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液的滲透壓，此代謝產(chǎn)物在葉肉細(xì)胞和莖部細(xì)胞中卻很難找到．
（1）該代謝產(chǎn)物能夠使根部細(xì)胞吸水能力增大（填“增大”或“減小”）．
（2）現(xiàn)有一抗旱植物，其體細(xì)胞內(nèi)有一個(gè)抗旱基因R，其等位基因?yàn)閞（旱敏基因）．R、r的部分核苷酸序列如下：r：ATAAGCATGACATTA； R：ATAAGCAAGACATTA．抗旱基因突變?yōu)楹得艋�因的根本原因是堿基對(duì)替換．研究得知與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，該抗旱基因控制抗旱性狀是通控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程實(shí)現(xiàn)的．
（3）已知抗旱型（R）和多顆粒（D）屬于顯性性狀，且控制這兩種性狀的基因位于兩對(duì)同源染色體上．純合的旱敏型多顆粒植株與純合的抗旱型少顆粒植株雜交，F(xiàn)₁自交：
①F₂抗旱型多顆粒植株中雙雜合子所占比例是$\frac{4}{9}$．
②若拔掉F2中所有的旱敏型植株后，剩余植株自交．從理論上講F₃中旱敏型植株所占比例是$\frac{1}{6}$．
③某人用一植株和一早敏型多顆粒的植株作親本進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)4種表現(xiàn)型，性狀的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示抗早：旱敏=1：1，多顆粒：少顆粒=3：1．若只讓F₁中抗旱型多顆粒植株隨機(jī)交配，F(xiàn)₂的性狀分離比是24：8：3：1．
（4）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)快速育種方案，利用抗旱型少顆粒（Rrdd）和旱敏型多顆粒（rrDd）兩植物品種作親本，通過一次雜交，使后代個(gè)體全部都是抗旱型多顆粒雜交種（RrDd），用文字簡要說明．先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗早型多顆粒雜交種．

Answer 1

分析 1、由題意知，該抗旱農(nóng)作物能通過細(xì)胞代謝，產(chǎn)生一種代謝產(chǎn)物，調(diào)節(jié)根部細(xì)胞液的滲透壓增強(qiáng)抗旱性，因此是該代謝產(chǎn)物能夠使細(xì)胞液的滲透壓升高；
2、細(xì)胞分化是細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇表達(dá)，其遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變；
3、分析R和r的堿基序列可知，R和r有一個(gè)堿基發(fā)生變化，因此R突變成r是堿基對(duì)發(fā)生替換；由題意可知，該抗旱基因是通過影響糖類代謝影響抗旱性能的，因此是該抗旱基因是通過控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程進(jìn)而控制抗旱這一性狀的；
4、由題意知，抗旱型（R）和多顆粒（D）屬于顯性性狀，且控制這兩種性狀的基因位于兩對(duì)同源染色體上，這兩對(duì)等位基因在遺傳時(shí)遵循基因的自由組合定律，根據(jù)親本的表現(xiàn)型寫出親本的基因型，根據(jù)基因自由組合定律解答；
5、由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是用抗旱型少顆粒和旱敏型多顆粒通過一次雜交，培育抗旱型多顆粒雜交種，因此可以采用先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗旱型多顆粒雜交種．

解答 解：（1）由題意知，該代謝產(chǎn)物能調(diào)節(jié)滲透壓，使植物具有抗旱性，說明植物在土壤溶液濃度較高的情況下正常吸水，因此該代謝產(chǎn)物能夠使細(xì)胞液的滲透壓增大．
（2）抗旱基因突變?yōu)楹得艋�因的根本原因是堿基對(duì)替換，與抗旱有關(guān)的代謝產(chǎn)物主要是糖類，因此該抗旱基因控制抗旱性狀是通過基因控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程進(jìn)而間接控制生物的性狀．
（3）①由題意知，抗旱性和多顆粒屬顯性，各由一對(duì)等位基因控制，且分別位于兩對(duì)同源染色體上，說明兩對(duì)等位基因在遺傳過程中遵循基因自由組合定律：由題干信息知，親本基因型為rrDD、RRdd，F(xiàn)₁的基因型為RrDd．①F₁自交，F(xiàn)₂抗旱型多顆粒植株中雙雜合子（RrDd）所占比例為$\frac{4}{9}$．
②拔掉F₂中所有的旱敏型植株后，剩余的植株中RR占$\frac{1}{3}$，Rr占$\frac{2}{3}$，自交所得F₃中旱敏型植株（rr）所占比例為$\frac{2}{3}×\frac{1}{4}=\frac{1}{6}$．③由題意知，該植株與旱敏型多顆粒植株的基因型分別為RrDd、rrDd，F(xiàn)₁中抗旱型多顆粒植株的基因型為$\frac{1}{3}$RrDD、$\frac{2}{3}$RrDd，它們相互受粉，用分解組合法解答是：Rr×Rr→3R_：1rr，基因型為DD和Dd的個(gè)體自由交配，產(chǎn)生的雌雄配子的基因型及比例分別是D：d=2：1，因此，自由交配后DD：Dd：dd=（$\frac{2}{3}$）²：2×$\frac{1}{3}×\frac{2}{3}$：（$\frac{1}{3}$）²=4：4：1，因此D_：dd=8：1，對(duì)于兩對(duì)性狀來說，后代表現(xiàn)型的比例是（3R_：1rr）（8D_：1dd）=24R_D_：8rrD_：3R_dd：1rrdd，故F₂的性狀分離比是抗旱型多顆粒：旱敏感型多顆粒：抗旱型少顆粒：旱敏感型少顆粒=24：8：3：1．
（4）利用抗旱型少顆粒（Rrdd）和旱敏型多顆粒（rrDd）兩植物品種作親本，通過一次雜交，使后代個(gè)體全部都是抗旱型多顆粒雜交種（RrDd），可以先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗早型多顆粒雜交種．
故答案為：
（1）增大
（2）堿基對(duì)替換；控制酶的合成來控制生物的新陳代謝過程
（3）$\frac{4}{9}$     $\frac{1}{6}$   24：8：3：1
（4）先用基因型為Rrdd和rrDd的植株通過單倍體育種得到基因型為RRdd和rrDD的植株，然后讓它們雜交得到抗早型多顆粒雜交種（RrDd）

點(diǎn)評(píng) 對(duì)基因分離定律和自由組合定律的理解應(yīng)用，把握知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系是解題的關(guān)鍵．