Question

【題目】研究者以引進的白菜雜交種（2n＝20）為材料，利用單倍體育種技術獲得一全株黃化的白菜突變品系乙，并對其突變性狀的生理和遺傳特性進行了研究。

（1）白菜的綠葉與黃葉是一對______；在實驗中作為______組的綠葉品系甲也是利用上述白菜雜交種的花粉培育而來。

（2）研究者檢測了甲乙兩品系白菜的光合特性相關指標及葉綠體的超微結構，結果如下。

	總葉綠素含量（mg/g）	類胡蘿卜素含量（mg/g）	凈光合速率（）
品系甲	1．43	0．36	21．18
品系乙	0．49	0．15	12．69

據上述兩方面結果推測，相對品系甲而言，品系乙凈光合速率下降的原因可能是由于__________________所致。

（3）葉綠素生物合成途徑如圖1，為繼續探究突變品系乙葉綠素含量減少的原因，研究者對上述兩品系的葉片葉綠素生物合成中間代謝產物含量進行了測定，結果如圖2。

根據測定結果推測，品系乙黃化突變體葉綠素生物合成主要受阻于__________________的過程，說明突變基因影響了葉綠素生物合成代謝通路的相關基因表達。

（4）研究者欲研究品系乙黃化突變基因的遺傳方式，進行了如圖3所示雜交實驗：根據雜交實驗結果推測，綠葉與黃葉是由位于____________控制。利用F1與______雜交進行驗證，若結果出現__________________，則說明上述推測正確。實測結果證實推測。

（5）為進一步對突變基因進行定位，需分別構建只含有單對突變基因的純合品系。過程如下：從F2中選取______植株單株自交，每株自交后代稱為一個F3株系，然后在子代性狀及分離比為____________的F3株系中，選取綠葉植株單株自交，獲得未發生性狀分離的株系，即為目標品系。本研究成果可為今后探明基因互作調控植株黃化的分子機制奠定基礎。

Answer 1

【答案】相對性狀 對照 捕獲光能的光合色素含量降低，葉綠體內部類囊體數目減少（基粒片層稀疏） 谷氨酸-tRNA→δ-氨基乙酰丙酸和原葉綠素酸酯→葉綠素 非同源染色體上的2對等位基因（2對同源染色體上的2對等位基因） 品系乙或F2中的黃葉植株 子代表現型及比例為綠葉：黃葉=3：1 綠葉 綠葉：黃葉=3：1

【解析】

1.葉綠體是進行光合作用的場所，葉綠體中類囊體堆疊形成基粒擴大了葉綠體的膜面積，有利于光合作用的進行，在類囊體薄膜上分布有光合色素，包括葉綠素和類胡蘿卜素，葉綠素的含量大約是類胡蘿卜素含量的3倍左右，光合色素能夠吸收、傳遞和轉化光能，色素含量是影響光合作用的內部因素。

2.基因自由組合定律的實質是：控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的；在形成配子時，決定同一性狀的成對的遺傳因子彼此分離，決定不同性狀的遺傳因子自由組合。驗證自由組合定律常用的方法有自交法和測交法，一般自交會出現9：3：3：1或者其變形的結果，測交會出現1：1：1：1或者其相應變形的結果。

（1）白菜的綠葉與黃葉是一對相對性狀；根據題意可知，利用單倍體育種培育的突變品系乙在實驗中作為實驗組，那么綠葉品系甲作為對照組。

（2）據表格分析，相對品系甲而言，品系乙捕獲光能的光合色素含量降低，據圖分析，相對品系甲而言，品系乙葉綠體內部基粒片層稀疏（類囊體數目減少），因此品系乙凈光合速率比品系甲低。

（3）根據柱形圖分析，品系乙ALA比品系甲低，說明品系乙的谷氨酰tRNA→δ氨基乙酰丙酸途徑受阻，品系乙的原葉綠素酸酯比品系甲高，但葉綠素含量比品系甲低，說明品系乙原葉綠素酸酯→葉綠素的過程受阻，說明突變基因影響了葉綠素生物合成代謝通路的相關基因表達。

（4）由于F2中綠葉植株：黃葉植株＝15：1，是9：3：3：1的變式，因此綠葉與黃葉是由位于非同源染色體的兩對等位基因控制，且F1是AaBb，黃葉為aabb，利用F1（AaBb）與品系乙或F2中的黃葉植株（aabb）雜交進行驗證，若結果出現子代表現型及比例為綠葉：黃葉≈3：1，則說明上述推測正確。

（5）為進一步對突變基因進行定位，需分別構建只含有單對突變基因的純合品系。過程如下：從F2中選取綠葉植株單株自交，每株自交后代稱為一個F3株系，然后在子代性狀及分離比為綠葉：黃葉≈3：1的F3株系中，選取綠葉植株單株自交，獲得未發生性狀分離的株系，即為目標品系。本研究成果可為今后探明基因互作調控植株黃化的分子機制奠定基礎。