《2025年红对勾高考一轮复习金卷生物》

18.（2025·重庆名校联盟联考）水稻是一种重要的农作物，研究者通过多种育种技术来提高水稻的产量。水稻稻穗的大小会影响水稻产量。研究人员获得了稻穗为大穗的单基因纯合突变体1和突变体2，其稻穗显著大于野生型（其稻穗为小穗）。将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交，获得的F₁的稻穗大小与野生型相同。回答下列问题：
（1）欲探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系，请设计一种实验方案并预期实验结果和结论（不考虑互换）。
实验方案:______________________________。
预期实验结果和结论:若______________________,则突变体1、2的突变基因为等位基因;若______________________,则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;若__________________，则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
（2）经研究发现突变体1的突变基因为A基因，并对野生型和突变体1的A基因进行测序，结果如图1:

注:非模板链下面的字母代表相应的氨基酸，*处无对应氨基酸。
据图1可知,由于________________使突变体1的A基因突变,其指导合成的mRNA上的碱基为________的终止密码子提前出现,肽链变短，最终导致蛋白质的空间结构的改变,功能异常。
（3）进一步研究发现A基因表达一种甲基转移酶,可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达,F基因是稻穗发育的主要抑制基因。研究者进一步做了如图2所示检测,据图2解释突变体1表现出大穗的原因:______________________________。
　　　　　　　　　

答案：
(1)突变体1和突变体2杂交得F₁，F₁自交，观察F₂的表型及比例　F₁、F₂中都为大穗(突变体)　F₂中大穗(突变体):小穗(野生型)=9:7　F₂中大穗(突变体):小穗(野生型)=1:1　
(2)碱基替换　　UAG　
(3)突变体的A基因突变导致A蛋白功能异常,组蛋白的甲基化水平改变(或降低),F基因的表达水平下降，对稻穗发育的抑制作用降低，出现大穗现象
解析:
(1)将突变体1和突变体2分别与野生型水稻杂交，获得的F₁的稻穗大小与野生型相同，说明小穗为显性性状，大穗为隐性性状。探究突变体1和突变体2的突变基因在染色体上的位置关系，可将突变体1和突变体2杂交得F₁，F₁自交，观察F₂的表型及比例。若F₁、F₂中都为大穗(突变体)，则突变体1、2的突变基因为等位基因;若F₂中大穗(突变体):小穗(野生型)=9:7，则突变体1、2的突变基因为非同源染色体上的非等位基因;若F₂中大穗(突变体):小穗(野生型)=1:1，则突变体1、2的突变基因为同源染色体上的非等位基因。
(2)由测序结果可知，突变基因中有一个碱基对C−G替换为T−A，两个G−C替换为C−G，*处无对应氨基酸，终止密码子UAG提前出现，使得肽链变短，最终导致蛋白质的空间结构发生改变,进一步影响蛋白质的功能。
(3)题干中表明A基因表达一种甲基转移酶，可通过催化染色体中组蛋白的甲基化来影响F基因的表达，F基因是稻穗发育的主要抑制基因，所以突变体水稻由于A基因突变，A蛋白功能异常，组蛋白的甲基化水平降低，F基因的表达水平下降，对稻穗发育的抑制作用降低，出现大穗现象。