番茄花的雄蕊花藥合生,包裹住雌蕊,如圖1;雌蕊的柱頭有3種類型:柱頭外露(柱頭高出雄蕊花藥)、柱頭齊平(柱頭與雄蕊花藥等高)、柱頭內(nèi)陷(柱頭矮于雄蕊花藥),如圖2,野生番茄一般為柱頭外露型,在種植馴化為栽培番茄時,逐步往柱頭內(nèi)陷型演化。

(1)為研究番茄柱頭發(fā)育的遺傳基礎,研究人員利用柱頭齊平的番茄品系(TS-278)、柱頭內(nèi)陷的番茄品系(TS-9)運用全基因組關聯(lián)分析確認一個與柱頭發(fā)育相關的基因(SE3.1),比較TS-278與TS-9的SE3.1基因非模板鏈的堿基序列差異如圖3所示。(起始密碼:AUG,終止密碼:UAA、UGA、UAG)

①據(jù)圖3推測,柱頭內(nèi)陷類型產(chǎn)生的原因可能是基因SE3.1發(fā)生堿基C替換成T,使 TS-9的SE3.1T基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA提前出現(xiàn)終止密碼子,翻譯提前終止,產(chǎn)生了肽鏈變短的蛋白質(zhì)或無法產(chǎn)生含有正常氨基酸順序的蛋白質(zhì)或氨基酸序列發(fā)生改變或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變TS-9的SE3.1T基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA提前出現(xiàn)終止密碼子,翻譯提前終止,產(chǎn)生了肽鏈變短的蛋白質(zhì)或無法產(chǎn)生含有正常氨基酸順序的蛋白質(zhì)或氨基酸序列發(fā)生改變或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,導致蛋白產(chǎn)物功能喪失,影響柱頭發(fā)育,使栽培番茄柱頭內(nèi)陷于花藥內(nèi)部。
②為驗證SE3.1基因?qū)Ψ阎^發(fā)育的控制功能,科研人員將 SE3.1CSE3.1C(填“SE3.1c”或“SE3.1T”)基因?qū)隩S-9的組織細胞中,培育出相應的轉(zhuǎn)基因番茄植株,分別檢測非轉(zhuǎn)基因植株和轉(zhuǎn)基因番茄植株AL/PL值,結(jié)果如圖4,則屬于轉(zhuǎn)基因番茄植株的有 乙、丙、丁乙、丙、丁。

(2)已有研究表明,Style2.1基因也參與影響番茄柱頭發(fā)育。為了探究SE3.1基因與Style2.1基因在番茄柱頭發(fā)育過程中作用特點,研究人員以柱頭外露的番茄品系TS-19(具有SE3.1c基因與功能正常的Style2.1基因>為實驗材料,利用基因敲除技術分別創(chuàng)建SE3.1基因功能缺陷的單突變株、Style2.1基因功能缺陷的單突變株、SE3.1基因和Style2.1基因功能皆缺陷的雙突變株,分別檢測TS-19植株及各突變株的AL/PL值,結(jié)果如圖5。
①綜上實驗結(jié)果,完善野生番茄柱頭外露演化為栽培番茄柱頭內(nèi)陷的過程模型。(寫出演變過程相關基因的變化)

i Style2.1基因突變,喪失功能(無法指導合成相應蛋白質(zhì))Style2.1基因突變,喪失功能(無法指導合成相應蛋白質(zhì));
ii:SE3.1基因突變,喪失功能(無法指導合成相應蛋白質(zhì))SE3.1基因突變,喪失功能(無法指導合成相應蛋白質(zhì))。
②基于上述模型推測,野生番茄被馴化為栽培番茄,其授粉方式由 異花(和自花)異花(和自花)授粉轉(zhuǎn)化為 自花自花授粉,從而有助于結(jié)出更多、更大的番茄,提升產(chǎn)量。番茄產(chǎn)量提升的可能原因是番茄授粉方式轉(zhuǎn)變后提高了 雌蕊的受粉率(或:雌蕊中受精卵/胚珠/種子的數(shù)量)和生長素的產(chǎn)生量雌蕊的受粉率(或:雌蕊中受精卵/胚珠/種子的數(shù)量)和生長素的產(chǎn)生量。
(3)為探究SE3.1基因與Style2.1基因是否獨立遺傳,請以TS-9、TS-19、TS-278為材料,設計遺傳實驗方案,并預期支持其獨立遺傳的結(jié)果 實驗方案一:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1自交,統(tǒng)計F2的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若F2中柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=12:3:1
實驗方案二:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1與TS-9測交,統(tǒng)計測交子代的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若測交子代柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=2:1:1實驗方案一:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1自交,統(tǒng)計F2的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若F2中柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=12:3:1
實驗方案二:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1與TS-9測交,統(tǒng)計測交子代的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若測交子代柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=2:1:1。
預期結(jié)果:若F2中柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=12:3:1
實驗方案二:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1與TS-9測交,統(tǒng)計測交子代的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若測交子代柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=2:1:1
預期結(jié)果:若F2中柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=12:3:1
實驗方案二:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1與TS-9測交,統(tǒng)計測交子代的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若測交子代柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=2:1:1
【考點】基因的自由組合定律的實質(zhì)及應用.
【答案】TS-9的SE3.1T基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA提前出現(xiàn)終止密碼子,翻譯提前終止,產(chǎn)生了肽鏈變短的蛋白質(zhì)或無法產(chǎn)生含有正常氨基酸順序的蛋白質(zhì)或氨基酸序列發(fā)生改變或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變;SE3.1C;乙、丙、??;Style2.1基因突變,喪失功能(無法指導合成相應蛋白質(zhì));SE3.1基因突變,喪失功能(無法指導合成相應蛋白質(zhì));異花(和自花);自花;雌蕊的受粉率(或:雌蕊中受精卵/胚珠/種子的數(shù)量)和生長素的產(chǎn)生量;實驗方案一:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1自交,統(tǒng)計F2的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若F2中柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=12:3:1
實驗方案二:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1與TS-9測交,統(tǒng)計測交子代的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若測交子代柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=2:1:1
預期結(jié)果:若F2中柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=12:3:1
實驗方案二:取TS-9和TS-19為親本進行雜交獲得F1,F(xiàn)1與TS-9測交,統(tǒng)計測交子代的柱頭類型及比例。
預期結(jié)果:若測交子代柱頭外露:柱頭齊平:柱頭內(nèi)陷=2:1:1
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發(fā)布:2024/8/23 4:0:1組卷:6引用:2難度:0.5
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