Question

11．水稻種子在萌發(fā)過程中，胚會產(chǎn)生赤霉素（GA），GA可誘導(dǎo)種子產(chǎn)生a-淀粉酶．為研究GA的作用機(jī)制，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．

（1）選擇不帶（填“帶”或“不帶”）胚的半粒種子，用外源GA處理，一段時(shí)間后提取種子中的mRNA，結(jié)果如圖1所示：該結(jié)果顯示α-淀粉酶的mRNA的產(chǎn)生是受GAMBY的mRNA的誘導(dǎo)．
（2）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GA的作用機(jī)制如圖2所示：
①胚產(chǎn)生的GA活化了種子細(xì)胞內(nèi)的GID1蛋白，該蛋白促進(jìn)了抑制蛋白的降解，解除了對GAMYB基因的抑制作用，該基因的表達(dá)產(chǎn)物與GARE序列結(jié)合，又開啟了α-淀粉酶基因的表達(dá)．
②GARE序列幾個(gè)堿基的改變使得GAMYB轉(zhuǎn)錄因子無法與其結(jié)合．該序列改變的雜合種子萌發(fā)時(shí)，能（填“能”或“不能”）產(chǎn)生a-淀粉酶，原因是雜合子中有GARE序列沒有改變的基因，能受GAMYB轉(zhuǎn)錄因子的誘導(dǎo)產(chǎn)生a-淀粉酶．
（3）水稻的GAMYB基因還與水稻的花粉育性有關(guān)，GAMYB的突變個(gè)體表現(xiàn)為雄性不育（花粉發(fā)育不良）．控制水稻雄性不育性狀的基因有些在細(xì)胞核內(nèi)，有些在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)．以該突變體做母本，分別與雄性可育品種進(jìn)行雜交，獲得數(shù)據(jù)如下：

雜交組合		F1結(jié)實(shí)率（%）	F2代
			野生型植株數(shù)	突變體植株數(shù)
①	♀突變體×♂02840品種	86.8	1895	642
②	♀突變體×♂中恢8015	87.2	234	70
③	中恢8015×02840品種	87.6	960	0

從表中可以看出，①②組F₂代中野生型與突變體的數(shù)量比約為3：1，表明該突變?yōu)殡[性性狀，該突變基因位于細(xì)胞核內(nèi)．設(shè)置第③組雜交實(shí)驗(yàn)的目的是證明雄性可育性狀由單基因控制．

Answer 1

分析 1、a-淀粉酶基因轉(zhuǎn)錄形成a-淀粉酶mRNA，a-淀粉酶mRNA翻譯形成多肽，轉(zhuǎn)錄發(fā)生在細(xì)胞核中翻譯過程在在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上，淀粉酶在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上形成后，依次進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中進(jìn)行加工，由細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外．
2、基因中啟動子是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，抑制蛋白與啟動子結(jié)合后，導(dǎo)致RNA聚合酶不能與啟動子結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄不能正常進(jìn)行．

解答 解：（1）由于水稻種子在萌發(fā)過程中，胚會產(chǎn)生赤霉素，所以實(shí)驗(yàn)中要選擇不帶胚的半粒種子，用外源GA處理，一段時(shí)間后提取種子中的mRNA，結(jié)果如圖1所示：該結(jié)果顯示α-淀粉酶的mRNA的產(chǎn)生是受GAMBY的mRNA的誘導(dǎo)．
（2）①根據(jù)題意和圖示分析可知：胚產(chǎn)生的GA活化了種子細(xì)胞內(nèi)的GID1蛋白，該蛋白促進(jìn)了抑制蛋白的降解，解除了對GAMYB基因的抑制作用，使該基因產(chǎn)生GAMYB轉(zhuǎn)錄因子，而GAMYB轉(zhuǎn)錄因子又與GARE序列結(jié)合，從而開啟了α-淀粉酶基因的表達(dá)．
②GARE序列幾個(gè)堿基的改變使得GAMYB轉(zhuǎn)錄因子無法與其結(jié)合，但由于雜合子中有GARE序列沒有改變的基因，能受GAMYB轉(zhuǎn)錄因子的誘導(dǎo)產(chǎn)生a-淀粉酶，所以該序列改變的雜合種子萌發(fā)時(shí)，能產(chǎn)生a-淀粉酶．
（3）根據(jù)題意和圖表分析可知：雜交組合①♀突變體×♂02840品種產(chǎn)生的F₂代中野生型與突變體植株數(shù)=1895：642≈3：1，雜交組合②♀突變體×♂中恢8015品種產(chǎn)生的F₂代中野生型與突變體植株數(shù)=234：70≈3：1，表明該突變?yōu)殡[性性狀，說明該突變基因位于細(xì)胞核內(nèi)．設(shè)置第③組雜交實(shí)驗(yàn)的目的是證明雄性可育性狀由單基因控制．
故答案為：
（l）不帶     α-淀粉酶的mRNA     GAMBY的mRNA
（2）①抑制蛋白   GAMYB  α-淀粉酶    ②能       雜合子中有GARE序列沒有改變的基因，能受GAMYB轉(zhuǎn)錄因子的誘導(dǎo)產(chǎn)生a-淀粉酶
（3）3：1     隱      細(xì)胞核    單

點(diǎn)評 本題考查赤霉素的作用和基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識記能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識綜合分析問題的能力．