Question

【题目】研究者以引进的白菜杂交种（2n＝20）为材料，利用单倍体育种技术获得一全株黄化的白菜突变品系乙，并对其突变性状的生理和遗传特性进行了研究。

（1）白菜的绿叶与黄叶是一对______；在实验中作为______组的绿叶品系甲也是利用上述白菜杂交种的花粉培育而来。

（2）研究者检测了甲乙两品系白菜的光合特性相关指标及叶绿体的超微结构，结果如下。

	总叶绿素含量（mg/g）	类胡萝卜素含量（mg/g）	净光合速率（）
品系甲	1．43	0．36	21．18
品系乙	0．49	0．15	12．69

据上述两方面结果推测，相对品系甲而言，品系乙净光合速率下降的原因可能是由于__________________所致。

（3）叶绿素生物合成途径如图1，为继续探究突变品系乙叶绿素含量减少的原因，研究者对上述两品系的叶片叶绿素生物合成中间代谢产物含量进行了测定，结果如图2。

根据测定结果推测，品系乙黄化突变体叶绿素生物合成主要受阻于__________________的过程，说明突变基因影响了叶绿素生物合成代谢通路的相关基因表达。

（4）研究者欲研究品系乙黄化突变基因的遗传方式，进行了如图3所示杂交实验：根据杂交实验结果推测，绿叶与黄叶是由位于____________控制。利用F1与______杂交进行验证，若结果出现__________________，则说明上述推测正确。实测结果证实推测。

（5）为进一步对突变基因进行定位，需分别构建只含有单对突变基因的纯合品系。过程如下：从F2中选取______植株单株自交，每株自交后代称为一个F3株系，然后在子代性状及分离比为____________的F3株系中，选取绿叶植株单株自交，获得未发生性状分离的株系，即为目标品系。本研究成果可为今后探明基因互作调控植株黄化的分子机制奠定基础。

Answer 1

【答案】相对性状 对照 捕获光能的光合色素含量降低，叶绿体内部类囊体数目减少（基粒片层稀疏） 谷氨酸-tRNA→δ-氨基乙酰丙酸和原叶绿素酸酯→叶绿素 非同源染色体上的2对等位基因（2对同源染色体上的2对等位基因） 品系乙或F2中的黄叶植株 子代表现型及比例为绿叶：黄叶=3：1 绿叶 绿叶：黄叶=3：1

【解析】

1.叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体中类囊体堆叠形成基粒扩大了叶绿体的膜面积，有利于光合作用的进行，在类囊体薄膜上分布有光合色素，包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素的含量大约是类胡萝卜素含量的3倍左右，光合色素能够吸收、传递和转化光能，色素含量是影响光合作用的内部因素。

2.基因自由组合定律的实质是：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合。验证自由组合定律常用的方法有自交法和测交法，一般自交会出现9：3：3：1或者其变形的结果，测交会出现1：1：1：1或者其相应变形的结果。

（1）白菜的绿叶与黄叶是一对相对性状；根据题意可知，利用单倍体育种培育的突变品系乙在实验中作为实验组，那么绿叶品系甲作为对照组。

（2）据表格分析，相对品系甲而言，品系乙捕获光能的光合色素含量降低，据图分析，相对品系甲而言，品系乙叶绿体内部基粒片层稀疏（类囊体数目减少），因此品系乙净光合速率比品系甲低。

（3）根据柱形图分析，品系乙ALA比品系甲低，说明品系乙的谷氨酰tRNA→δ氨基乙酰丙酸途径受阻，品系乙的原叶绿素酸酯比品系甲高，但叶绿素含量比品系甲低，说明品系乙原叶绿素酸酯→叶绿素的过程受阻，说明突变基因影响了叶绿素生物合成代谢通路的相关基因表达。

（4）由于F2中绿叶植株：黄叶植株＝15：1，是9：3：3：1的变式，因此绿叶与黄叶是由位于非同源染色体的两对等位基因控制，且F1是AaBb，黄叶为aabb，利用F1（AaBb）与品系乙或F2中的黄叶植株（aabb）杂交进行验证，若结果出现子代表现型及比例为绿叶：黄叶≈3：1，则说明上述推测正确。

（5）为进一步对突变基因进行定位，需分别构建只含有单对突变基因的纯合品系。过程如下：从F2中选取绿叶植株单株自交，每株自交后代称为一个F3株系，然后在子代性状及分离比为绿叶：黄叶≈3：1的F3株系中，选取绿叶植株单株自交，获得未发生性状分离的株系，即为目标品系。本研究成果可为今后探明基因互作调控植株黄化的分子机制奠定基础。