题干
矮秆水稻具有较强抗倒伏能力，有人开展了矮秆高产水稻相关研究（相关基因均独立遗传）。回答下列问题。 （1）水稻的株高与赤霉素有关，赤霉素能__________，使水稻植株增高。 （2）对高秆水稻诱变处理后，控制赤霉素合成的基因发生如图所示突变，形成等位基因（用A/a表示）。为选出杂合高秆水稻，提取水稻的DNA后，选择与序列__________（填序号）相同的碱基序列作为引物进行PCR，选取限制酶_________剪切扩增产物后电泳，杂合子应出现__________条电泳条带。将杂合子自交，获得纯种矮秆正常产量的水稻甲。 （3）另一对等位基因D/d可影响水稻产量。有人用纯合高产的水稻乙与水稻甲杂交，F1全为高秆，但稻穗出现部分空壳，导致产量降低。F1自交产生的F2表型及相对数量如表： ①空壳的产生可能与水稻配子的育性有关。据表分析，A/a基因不会影响配子育性，判断依据是________。 ②进一步研究发现，水稻中另一对等位基因G/g影响相关基因的表达，从而影响配子育性。结合亲本基因型及F2表型比例，解释F1水稻出现空壳的原因_________。 ③应用分子生物学技术分析发现，F2群体中G的基因频率大于g的基因频率，则F2矮秆高产植株的基因型为_________。
答案
（1）促进细胞伸长 （2） ①. ①④ ②. PamC Ⅰ ③. 3 （3） ①. F₂高秆与矮秆中正常产量∶低产∶高产的比例均为6∶2∶1 ②. G基因影响d基因的表达使dG配子不育或g基因影响d基因的表达使dg配子不育 ③. aaddGG
解析
水稻的株高与赤霉素有关，赤霉素作为植物激素具有调节作用，赤霉素能通过促进细胞伸长进而促进植株长高。 对高秆水稻诱变处理后，控制赤霉素合成的基因发生如图所示突变，形成等位基因（用A/a表示）。PCR过程中子链的延伸在引物的3’端，且引物是根据目的基因两端的碱基序列设计的，引物与模板链之间反向平行，且其上的碱基互补配对，因此，为选出杂合高秆水稻，提取水稻的DNA后，选择与序列①④相同的碱基序列作为引物进行PCR，突变后的基因中出现了限制酶PamC Ⅰ的识别序列，因此选取限制酶PamC Ⅰ剪切扩增产物后电泳，杂合子应出现3条电泳条带（正常基因出现一个条带1000bp，突变后出现两个条带600bp和400bp）。将杂合子（高秆）自交，获得纯种矮秆正常产量的水稻甲。 ①另一对等位基因D/d可影响水稻产量。有人用纯合高产的水稻乙与水稻甲（矮秆正常产量）杂交，说明亲本乙的基因型为AAdd，亲本甲为aaDD，F1全为高秆，基因型为AaDd，但稻穗出现部分空壳，导致产量降低。F1自交产生的F2表型及相对数量如表：表中显示F2高秆与矮秆中正常产量∶低产∶高产的比例均为6∶2∶1，说明 A、a 的雌雄配子育性完全一致，不存在配子不育。 ② 已知水稻中另一对等位基因G/g影响相关基因的表达，从而影响配子育性，且根据题①可知高产占比远远偏离正常比例，说明d配子育性下降，据此可推测，G基因影响d基因的表达使dG配子不育或g基因影响d基因的表达使dg配子不育，不育配子无法完成受精，导致稻穗出现空壳。 ③ F2群体中G的基因频率大于g的基因频率，又知G基因影响d基因的表达使dG配子不育或g基因影响d基因的表达使dg配子不育，综合分析可知，F1产生的配子中dg由于不育，可育的d配子都携带G，因此高产（dd）植株的两个d配子都携带G，结合矮秆为aa隐性，可知矮秆高产基因型为aaddGG。 小鼠 迷走神经 心肌ACh（p g・mg−1） 心肌M细胞数相对值 EF（%） 正常 不刺激 77 8 65 正常 刺激 121 8 65 心衰模型 不刺激 54 15 45 心衰模型 刺激 92 8 61 表型 高秆 高秆 高秆 矮秆 矮秆 矮秆 表型 正常产量 低产 高产 正常产量 低产 高产 相对数量 18 6 3 6 2 1