Question

5．研究人員發(fā)現(xiàn)在沙漠中存在一種抗旱植物（該植物雌雄同株，細胞中有抗旱基因H）該植物通過細胞代謝，產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物，調節(jié)植物根部細胞的滲透壓．
（1）研究發(fā)現(xiàn)：這種植物細胞存在與抗旱有關的物質主要是糖類，由此推測，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀實現(xiàn)的．
（2）現(xiàn)有某抗旱植物，基因型為Hh（h是旱敏基因），已知旱敏基因h是由抗旱基因H突變而來的；即H基因分子中可能發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，從而引起基因結構的改變，使H基因變成了h基因．
（3）現(xiàn)有某抗旱植物（抗旱基因H、旱敏基因h，果實粒大由D基因控制、果粒小由d基因控制），兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上．研究人員用一抗旱性粒大植株和某一植株甲作為親本進行雜交，發(fā)現(xiàn)子代F₁中出現(xiàn)4種類型，統(tǒng)計結果顯示，抗旱：旱敏=1：1，粒大：粒小=3：1．則植株甲的基因型為hhDd．若選擇子代F₁中抗旱性粒大植株運行自由授粉，則F₂的表現(xiàn)型及比例是抗旱性粒大：旱敏性粒大：抗旱性粒小：旱敏性粒小=24：8：3：1．
（4）研究人員希望通過轉基因技術將抗旱基因H導入到不抗旱的農(nóng)作物細胞中去，培育抗旱農(nóng)作物新品種．但是轉基因植物可以通過花粉將抗旱基因H擴散到其他植物，從而對生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害．據(jù)此分析，為了降低此種風險，研究人員可以選擇將目的基因（抗旱基因H）整合到線粒體基因組（填寫“細胞核基因組”或“線粒體基因型”），你的理由是由于受精卵的細胞質是由母本（卵細胞）提供的，和雄性產(chǎn)生的花粉沒有關系．

Answer 1

分析 1、基因控制性狀的方式：
（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀；
（2）通過控制蛋白質結構直接控制生物的性狀．
2、基因突變是指DNA分子中發(fā)生堿基對的替換、增添和缺失，而引起的基因結構改變．
3、基因自由組合定律的實質：
（1）位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的．
（2）在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合．

解答 解：（1）基因表達的直接產(chǎn)物是蛋白質，而根據(jù)題意可知“這種植物細胞存在與抗旱有關的物質主要是糖類”，根據(jù)基因控制生物性狀的兩種方式可以推測，該抗旱基因控制抗旱性狀是通過基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀實現(xiàn)的．
（2）基因突變是指DNA分子中堿基對的替換、增添和缺失，從而引起基因結構的改變，從而使H基因變成了h基因．
（3）根據(jù)題干信息“兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上”，因此遵循基因的自由組合定律．分別分析兩對性狀，“抗旱：旱敏=1：1”，該比例符合測交結果，因此親本基因型為Hh×hh；“粒大：粒小=3：1”，該比例為雜合子自交的實驗結果，因此親本基因型為Dd×Dd，則親本中抗旱性粒大植株的基因型為HhDd，植株甲的基因型為hhDd．根據(jù)親本的基因型可以確定，子代F₁中抗旱性粒大植株的基因型有$\frac{1}{3}$HhDD、$\frac{2}{3}$HhDd，選擇子代F₁中抗旱性粒大植株進行自由授粉，首先考慮Hh基因，自由授粉后的子二代中抗旱性（H_）：旱敏性（hh）=3：1；再考慮$\frac{1}{3}$DD、$\frac{2}{3}$Dd，這兩種基因自由授粉，產(chǎn)生的后代粒大（D_）：粒小=8：1，因此子二代中，抗旱性粒大=$\frac{3}{4}×\frac{8}{9}=\frac{24}{36}$，旱敏性粒大=$\frac{1}{4}×\frac{8}{9}=\frac{8}{36}$，抗旱性粒小=$\frac{3}{4}×\frac{1}{9}=\frac{3}{36}$，旱敏性粒小=$\frac{1}{4}×\frac{1}{9}=\frac{1}{36}$．
（4）由于受精卵的細胞質是由母本（卵細胞）提供的，和雄性產(chǎn)生的花粉沒有關系，為了降低此種風險，研究人員可以選擇將目的基因（抗旱基因H）整合到線粒體基因組．
故答案為：
（1）基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物的性狀
（2）堿基對的替換、增添和缺失
（3）hhDd
抗旱性粒大：旱敏性粒大：抗旱性粒小：旱敏性粒小=24：8：3：1
（4）線粒體基因組    由于受精卵的細胞質是由母本（卵細胞）提供的，和雄性產(chǎn)生的花粉沒有關系（其他答案言之成理即可得分）．

點評 本題綜合考察了基因控制生物的性狀、基因突變、基因自由組合定律的應用以及轉基因生物的安全性問題，要求考生能夠掌握基因控制生物性狀的兩種方式，識記基因突變的改變，能夠運用基因的自由組合定律解決自由授粉的計算問題．