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高中生物学
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1. 安农S-1是我国发现的第一个籼稻温敏不育系突变体,其在温度高于25℃时表现为花粉败育。水稻可进行自花受粉,其雄性可育与TMS5基因和Ub基因有关。TMS5基因编码核酸酶(RNase Z
S1
)用于切割Ub基因转录出的mRNA,避免产生过多的Ub蛋白。野生型的TMS5基因在第70、71位碱基对发生了替换,形成雄性不育突变体的tms5基因。图1仅显示基因中非模板链部分碱基序列。高温诱导Ub基因过量表达,若Ub蛋白含量过多将导致花粉败育,如图2所示。请回答下列问题:
(1) 利用雄性不育突变体进行杂交水稻育种,该过程中不需要
。
(2) 将野生型与雄性不育突变体杂交,F
1
均为野生型,F
1
自交后代中野生型与雄性不育的性状分离比为3∶1,说明雄性不育性状由
性基因控制。
(3) 结合图1推断RNase Z
S1
失活的原因:TMS5基因突变为tms5基因,第
70、71位碱基对发生替换,导致
,进而使RNase Z
S1
空间结构发生改变,功能丧失。结合图1、图2,从分子水平说明安农S-1在高温下花粉败育的原因:
。
(4) 科研人员发现另一温敏雄性不育隐性突变体甲,其在温度高于25℃时也表现为花粉败育,由隐性基因tms3控制。请设计实验验证tms3基因和tms5基因是非等位基因,写出设计思路和预期结果。
设计思路:
。
预期结果:
。
(5) 若tms3基因与tms5基因分别位于两对同源染色体上。在温度低于25℃条件下,让两种纯合突变体杂交得F
1
, F
1
自交得F
2
, 在温度高于25℃条件下,F
2
育性的表型及比例为
,其中雄性可育个体的基因型有
种。
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