字典翻译 问答 初中 生物 【籼稻和粳稻为亚洲栽培水稻的两个亚种(品系),籼粳种间杂种具有较大优势.让纯种籼稻和粳稻杂交得到F1,但F1存在不育或半不育现象,为探究F1杂种不育的原因,科研人员做了如下实验】
问题标题:
【籼稻和粳稻为亚洲栽培水稻的两个亚种(品系),籼粳种间杂种具有较大优势.让纯种籼稻和粳稻杂交得到F1,但F1存在不育或半不育现象,为探究F1杂种不育的原因,科研人员做了如下实验】
问题描述:

籼稻和粳稻为亚洲栽培水稻的两个亚种(品系),籼粳种间杂种具有较大优势.让纯种籼稻和粳稻杂交得到F1,但F1存在不育或半不育现象,为探究F1杂种不育的原因,科研人员做了如下实验探究.

(1)科研人员对F1杂种不育现象提出三种假说.

假说一:籼稻和粳稻染色体的结构存在差异,使F1染色体配对不正常.

假设二:水稻细胞质中存在某种蛋白或酶,影响籼粳杂合核基因组的功能,从而引起配子发育异常.

假设三:水稻细胞中存在不育基因.

①在显微镜下观察F1___时期染色体的___是正常的,否定假说一.

②比较___交后代可育程度,发现其差异不显著,否定假说二.

(2)我国科研人员的发现为假说三提供了证据支持.他们发现水稻6号染色体S5位点存在紧密连锁的3个基因,分别为G3、G4和G5基因,G3、G4、G5基因分别编码3+、4+、5+三类蛋白.其不育机制如图所示:分泌到细胞外的5+催化某底物生成某产物,进而产物与___结合,当___情况下,不能解除内质网的折叠负担造成内质网胁迫.持续的内质网胁迫可能会___一系列胁迫响应基因的表达,进而造成程序性细胞死亡提前,最终导致胚囊提前败育(配子致死).

(3)在籼稻中G3和G5基因有功能,G4基因没有功能(可表示为3+4-5+);粳稻则相反,为3-4+5-.在雌配子(卵子)形成过程中,有功能的G5+和G4+基因一起,构成杀手基因,而携带G3基因(3+)的配子则不会被杀死,则行使保护者的作用,此过程对雄配子形成无影响.现用纯合NJ11(籼稻品种)和Ba(粳稻品种)为亲本(不考虑交叉互换),预测其F1小穗结实率为___,解释原因___.

(4)在水稻中存在一类特殊的种质资源,可与籼粳品种杂交,得到的F1能正常结实,此种质资源称为“广亲和品种”.研究发现其S5位点的G5基因为无功能的G5n,成为广亲和基因.研究该基因的存在,对于水稻作物的研究具有哪些实际应用价值___(至少两点)

何光回答:
  (1)①在显微镜下观察F1减数第一次时期染色体的形态结构或行为变化是正常的,而假说一中“籼稻和粳稻染色体的结构存在差异,使F1染色体配对不正常”,因此能否定假说一.   ②比较正反交后代可育程度,发现其差异不显著,而假说二中“水稻细胞质中存在某种蛋白或酶,影响籼粳杂合核基因组的功能,从而引起配子发育异常”,因此否定假说二.   (2)根据题干和图示可知,分泌到细胞外的5+催化某底物生成某产物,进而产物与细胞膜上的4+结合,当3-或者不存在3+情况下,不能解除内质网的折叠负担造成内质网胁迫.持续的内质网胁迫可能会促进系列胁迫响应基因的表达,进而造成程序性细胞死亡提前,最终导致胚囊提前败育,即配子致死.   (3)纯合NJ11(籼稻品种)和Ba(粳稻品种)为亲本,产生的F1在减数分裂过程中,G4+和G5+基因表达产生4+和5+,但只有一半卵细胞含有G3+基因产生3+,能保护雌配子,则有一半的雌配子可育.因此预测其F1小穗结实率为50%.   (4)研究发现其S5位点的G5基因为无功能的G5n,成为广亲和基因.研究该基因的存在,可以为籼粳稻间的基因交流提供了桥梁;可利用籼粳稻之间强大的杂种优势提高水稻产量;在水稻品种改良中将有重大应用前景;能够克服水稻籼粳亚种间杂交稻的不育性等.   故答案为:   (1)①减数第一次 形态结构或行为变化(能否正常配对)   ②正反   (2)细胞膜上的4+3-或者不存在3+促进(诱导、诱发、引导)   (3)50% F1在其减数分裂过程中,G4+和G5+基因表达产生4+和5+,但只有一半卵细胞含有G3+基因产生3+,能保护雌配子,因此有一半的雌配子可育   (4)为籼粳稻间的基因交流提供了桥梁;可利用籼粳稻之间强大的杂种优势提高水稻产量;在水稻品种改良中将有重大应用前景;能够克服水稻籼粳亚种间杂交稻的不育性(生殖隔离)
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