Question

【題目】科研人員利用化學(xué)誘變劑EMS誘發(fā)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，F(xiàn)2表現(xiàn)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(qǐng)分析并回答問題：

（1）BR與BR受體結(jié)合后，可促進(jìn)水稻細(xì)胞伸長(zhǎng)，這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的______功能。

（2）EMS誘發(fā)D11基因發(fā)生______（顯性/隱性）突變，從而______（促進(jìn)/抑制）CYP724B1酶的合成，水稻植株內(nèi)BR含量______，導(dǎo)致產(chǎn)生矮稈性狀。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，EMS也會(huì)誘發(fā)D61基因發(fā)生突變使BR受體合成受阻。由此說明基因突變具有______特點(diǎn)。

（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）�，F(xiàn)將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)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(fā)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(xiàn)為正常植株，則表明乙水稻矮稈性狀是由D61基因發(fā)生______（顯性/隱性）突變引起的。

②若雜交子代出現(xiàn)矮稈植株，尚不能確定乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因。請(qǐng)進(jìn)一步設(shè)計(jì)操作較簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)方案，預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)方案：雜交子代矮稈植株苗期噴施BR，分析統(tǒng)計(jì)植株的表現(xiàn)型及比例。

預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：若植株全為______植株，則乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)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(chǎn)生是僅由D61基因發(fā)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(jī)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(fā)生堿基對(duì)的增添、缺失或替換，而引起基因結(jié)構(gòu)的改變。

（2）基因突變的特點(diǎn)：普遍性、隨機(jī)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(jī)制圖。D11基因能控制合成CYP724B1酶，CYP724B1酶能促進(jìn)BR的合成，BR與細(xì)胞膜上的BR受體結(jié)合后可以促進(jìn)植株長(zhǎng)高。若D11基因發(fā)生突變，則會(huì)導(dǎo)致CYP724B1酶不能合成，進(jìn)一步導(dǎo)致BR不能合成，因此形成矮稈植株。

（1）BR與BR受體結(jié)合后，可促進(jìn)水稻細(xì)胞伸長(zhǎng)，這體現(xiàn)了細(xì)胞膜的信息交流功能。

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

（3）EMS會(huì)誘發(fā)D11基因發(fā)生基因突變，也會(huì)誘發(fā)D61基因發(fā)生突變，可見基因突變具有隨機(jī)性特點(diǎn)。

（4）純合矮稈水稻突變植株（甲）是D61基因發(fā)生隱性突變形成的�，F(xiàn)將甲、乙水稻植株雜交，以判斷乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)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(fā)生顯性或隱性突變引起的。

①若雜交子代皆表現(xiàn)為正常植株，說明D11基因能控制合成CYP724B1酶，進(jìn)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(fā)生隱性突變引起的。

②若雜交子代皆表現(xiàn)為矮稈植株，可能乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)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(fā)生顯性突變引起的，需要進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)來探究。若乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)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(dǎo)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(tǒng)計(jì)植株的表現(xiàn)型及比例來判斷，若植株全長(zhǎng)為正常植株，則乙水稻矮稈性狀的產(chǎn)生原因是與甲水稻相同。