题干
某二倍体植物是一种重要的中药材,也是园艺观赏植物。该植物花色形成与3对独立遗传的基因有关,当有显性基因R时,白色前体物质会转化为花色素苷,花色呈淡红色;当有显性基因R和D时,花色素苷会聚集到花瓣,花色呈深红色;显性基因H可抑制D基因的作用,从而阻止花色素苷的聚集,因此基因型为R_D_H_植株的花色仍为淡红色。相应的隐性基因均无上述功能。花色形成机理示意图如下。 回答下列问题。 (1)基因型为RrDDHH的植株自交,子代的表型是______。基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交,子代中白花∶淡红花∶深红花=______。结合基因和染色体的关系,简述基因自由组合定律的实质:。 (2)基因型为RrDdHh的植株测交,从F1的淡红花和深红花植株群体中,随机选取两株相互授粉。若F2有3种花色,则两植株的基因型组合可能有______种(不考虑正、反交)。 (3)为研究上述基因的特征,对相关基因进行了测序,发现它们的启动子特定区域碱基组成具有______特点,这样的区域双链容易被RNA聚合酶打开,起始转录。 (4)该植物能够产生一种次生代谢物,有重要的应用价值,可采用植物细胞悬浮培养反应器进行次生代谢物的工厂化生产。与直接从植物体中提取相比,该技术可大幅提高次生代谢物的产量,除此之外,还具有(答出2点即可)等优点。
答案
(1) (2)A-T碱基对比例高 (3)7##七 (4)不受季节、气候、地域限制,可全年工业化生产;无需采收野生植株,有利于野生植物资源/生态保护;产物易分离纯化,生产成本更低(任选2点即可)
解析
由题意可知,rr----为白色,R-D-hh为深红色,R-D-H-、R-dd--为淡红色。基因型为RrDDHH的植株自交,子代的基因型及比例为RRDDHH:RrDDHH:rrDDHH=1:2:1,表型为淡红色和白色。基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交,由于该植物花色形成与3对独立遗传的基因有关,Rr×Rr,子代为R-:rr=3:1;DD×Dd,子代全为D-;Hh×Hh,子代为H-:hh=3:1,因此基因型为RrDDHh的植株与基因型为RrDdHh的植株杂交,子代中白花∶淡红花∶深红花=1/4×1×1:3/4×1×3/4:3/4×1×1/4=1/4:9/16:3/16=4:9:3。基因自由组合定律的实质是位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的;减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。 基因型为RrDdHh的植株测交,即RrDdHh与rrddhh杂交,子代的基因型及比例为RrDdHh:RrDdhh:RrddHh:Rrddhh:rrDdHh:rrDdhh:rrddHh:rrddhh=1:1:1:1:1:1:1:1,F1的淡红花的基因型为RrDdHh、RrddHh、Rrddhh,深红花RrDdhh,随机选取两株相互授粉,F2有3种花色,则两植株的基因型组合可能有RrDdHh×RrDdHh、RrDdhh×RrDdhh、RrDdHh×RrDdhh、RrddHh×RrDdHh、RrddHh×RrDdhh、Rrddhh×RrDdHh、Rrddhh×RrDdhh,共7种。 相关基因启动子特定区域双链容易被RNA聚合酶打开,说明该区域的稳定性相对弱,而双链严格遵循碱基互补配对原则,其中A-T碱基对含两个氢键,G-C碱基对含3个氢键,因此相关基因启动子特定区域双链容易被RNA聚合酶打开,说明该基因的启动子特定区域碱基组成具有A-T碱基对比例高的特点。 与直接从植物体中提取相比,采用植物细胞悬浮培养反应器进行次生代谢物的工厂化生产的技术可大幅提高次生代谢物的产量,除此之外,还具有不受季节、气候、地域限制,可全年工业化生产;无需采收野生植株,有利于野生植物资源/生态保护;产物易分离纯化,生产成本更低(任选2点即可)。