Question

14．水稻葉片寬窄受細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞寬度的影響，探究水稻窄葉突變體的遺傳機(jī)理，科研人員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．
（1）科研人員利用化學(xué)誘變劑處理野生型寬葉水稻，引起野生型水稻DNA分子中堿堪對的增添、缺失、替換，導(dǎo)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(xì)胞數(shù)目和單個細(xì)胞寬度，結(jié)果如圖所示．該結(jié)果說明窄葉是由于細(xì)胞數(shù)目減少而不是單個細(xì)胞寬度變窄所致．
（3）將窄葉突變體與野生型水稻雜交，F(xiàn)₁均為野生型，F(xiàn)₁自交，測定水稻的（單株）葉片寬窄，統(tǒng)計(jì)得到野生型122株，窄葉突變體39株．據(jù)此推測窄葉性狀是由隱性基因控制．
（4）研究發(fā)現(xiàn)，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葉性狀出現(xiàn)有關(guān)．這三個突變基因中戚基發(fā)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(zhì)	與野生型分子結(jié)構(gòu)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(fā)生在編碼（或“密碼子對應(yīng)”）序列，該基因突變不會（填“會”或“不會”）導(dǎo)致窄葉性狀，基因Ⅲ突變蛋白質(zhì)長度明顯變短，這是由于基因Ⅲ的突變導(dǎo)致翻譯提前終止．
（5）隨機(jī)選擇若干株F₂窄葉突變體進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結(jié)果中該位點(diǎn)的堿基35次為T，基因Ⅲ的21次測序結(jié)果中該位點(diǎn)均為堿基TT缺失．綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷，窄葉突變體是由于基因Ⅱ、Ⅲ發(fā)生了突變．基因Ⅱ和基因Ⅲ是導(dǎo)致是否遵循只有組合定律否．判斷的理由是兩對基因位于一對同源染色體上．

Answer 1

分析 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(jié)構(gòu)的改變；堿基對的增添、缺失或替換如果發(fā)生在基因的非編碼區(qū)，則控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列不會發(fā)生改變，如果發(fā)生在編碼區(qū)，則可能因此基因控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變，堿基對替換往往只有一個密碼子發(fā)生改變，翻譯形成的蛋白質(zhì)中的一個氨基酸發(fā)生變化，堿基對增添或缺失往往會引起從突變點(diǎn)之后的多個密碼子發(fā)生變化，基因控制合成的蛋白質(zhì)的多個氨基酸發(fā)生改變．
2、分析題圖可知，與突變體相比，野生型細(xì)胞個數(shù)明顯多于突變型，而野生型和突變體的每個細(xì)胞的寬度相同，因此突變體窄葉是由于細(xì)胞數(shù)目減少，而不是每個細(xì)胞的寬度變窄．

解答 解：（1）由基因突變的概念可知，導(dǎo)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(xiàn)是由于基因突變導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)目減少造成的，每個細(xì)胞的寬度沒有變窄．
（3）窄葉突變體與野生型水稻雜交，F(xiàn)₁均為野生型，F(xiàn)₁自交，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，由一對隱性基因控制．
（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(zhì)分子沒有改變，最可能的原因是突變發(fā)生在非編碼區(qū)；由于蛋白質(zhì)沒有發(fā)生變化，該基因突變不會導(dǎo)致窄葉性狀；基因Ⅲ突變使蛋白質(zhì)長度明顯變短，說明基因突變使基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上的終止密碼子提前，翻譯提前終止．
（5）選擇若干株F₂窄葉突變體進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)基因Ⅱ的36次測序結(jié)果中該位點(diǎn)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(jié)果中該位點(diǎn)均為堿基TT缺失，說明該突變體同時存在突變基因Ⅲ．由于這兩對基因位于一對同源染色體上，因此基因Ⅱ和基因Ⅲ不會遵循基因自由組合定律．
故答案為：
（1）增添、缺失、替換
（2）細(xì)胞數(shù)目減少而不是單個細(xì)胞寬度變窄
（3）（單株）葉片寬窄   隱性基因
（4）編碼（或“密碼子對應(yīng)”）    不會        翻譯提前終止
（5）Ⅱ、Ⅲ否     兩對基因位于一對同源染色體上

點(diǎn)評 本題的知識點(diǎn)是基因突變的概念和實(shí)質(zhì)，基因突變對生物性狀影響的機(jī)理，基因分離定律的實(shí)質(zhì)，旨在考查學(xué)生分析題干獲取信息的能力，理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，并結(jié)合題干信息綜合解答問題的能力．