科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(h…——2022 高考生物第 25 题答案解析

2022_重庆卷 (生物)

2022 重庆 第 25 题 填空题 区分题
2022_重庆卷 (生物)

24. 科学家用基因编辑技术由野生型番茄(HH)获得突变体番茄(hh) ,发现突变体中DML2 基因的表达
发生改变,进而影响乙烯合成相关基因ACS2 等的表达及果实中乙烯含量(如图I、II) ,导致番茄果实成熟
的

期改变。请回答以下问题:
(1)图 I 中,基因 h 是由基因H 编码区第 146 位碱基后插入一个C(虚线框所示)后突变产生,致使 h
蛋白比 H 蛋白少 93 个氨基酸,其原因是________。基因 h 转录形成的 mRNA 上第 49 个密码子为
________。另有研究发现,基因 H 发生另一突变后,其转录形成的 mRNA 上有一密码子发生改变,但翻
译的多肽链氨基酸序列和数量不变,原因是________。
(2)图 II 中,t1~t2 时段,突变体番茄中DML2 基因转录的mRNA 相对量低于野生型,推测在该时间
段,H 蛋白对 DML2 基因的作用是________。突变体番茄果实成熟期改变的可能机制为:H 突变为 h 后,
由于 DML2 基因的作用,果实中ACS2 基因________,导致果实成熟期________(填“提前”或“延
迟”) 。
(3)番茄果肉红色(R)对黄色(r)为显性。现用基因型为 RrHH 和 Rrhh 的番茄杂交,获得果肉为红
色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄,请写出杂交选育过程(用基因型表示) 。

参考答案

(1) ①. 翻译的过程中提前遇见终止密码子; (2) CCG; (3) 密码子具有简并性 (2) ①. 促进 DML2 基因的转录过程 ②. 延迟表达 ③. 延迟 (3)将 RrHH×Rrhh 的番茄杂交,获得基因型为 RRHh、RrHh、rrHh 的 F1 代,然后让红果( RRHh、 RrHh)分别自交,基因型 RRHh 自交,获得 RRhh 得到 $RRH_$,从中选出 RRhh,红果且成熟期晚的就是 RRhh

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关键能力
遗传与进化
难度
区分题

完整解析 · 逐步详解

【答案】 (1) ①. 翻译的过程中提前遇见终止密码子 ②. CCG ③. 密码子具有简并性
(2) ①. 促进 DML2 基因的转录过程 ②. 延迟表达
③. 延迟
(3)将 RrHH×Rrhh 的番茄杂交,获得基因型为 RRHh、RrHh、rrHh 的 F1 代,然后让红果( RRHh、
RrHh)分别自交,基因型 RRHh 自交,获得 RRhh 得到 $RRH_$,从中选出 RRhh,红果且成熟期晚的就是
RRhh。
【解析】
【分析】基因表达是指将来自基因的遗传信息合成功能性基因产物的过程。基因表达产物通常是蛋白质,
所有已知的生命,都利用基因表达来合成生命的大分子;转录过程由 RNA 聚合酶催化,以 DNA 为模板,
产物为 RNA,RNA 聚合酶沿着一段 DNA 移动,留下新合成的 RNA 链;翻译是以 mRNA 为模板合成蛋白
质的过程,场所在核糖体。

【小问 1 详解】
由图 I 可知:基因 h 是由基因H 编码区第 146 位碱基后插入一个C 后突变产生,插入一个 C 后导致基因 h
后的碱基排列顺序发生改变,即终止密码子的位置提前,导致翻译过程提前终止,所以致使 h 蛋白比 H 蛋
白少 93 个氨基酸;密码子是由位于 mRNA 上的 3 个相邻的碱基决定的,基因 h 是由基因 H 编码区第 146
位碱基后插入一个 C 后突变产生,插入一个 C 后就变成了 147 位的碱基,所以基因 h 转录形成的 mRNA
(与非模板链碱基序列相似,只是 U 取代了T)上第 49 个密码子为 CCG;由于密码子具有简并性,当基
因 H 发生另一突变后,其转录形成的mRNA 上有一密码子发生改变,但翻译的多肽链氨基酸序列和数量
不变。
【小问 2 详解】
由图 II 可知:t1~t2 时段,野生型番茄(HH)中有H 蛋白,促进DML2 基因转录的 mRNA 相对量高,突变
体(hh)番茄中没有 H 蛋白,DML2 基因转录的 mRNA 相对量低,说明 H 蛋白促进 DML2 基因的转录过
程;H 突变为 h 后,突变体(hh)ACS2 基因转录的 mRNA 相对量下降,所以推测由于 DML2 基因的作
用,导致果实中 ACS2 基因延迟表达,导致果实成熟期延迟。
【小问 3 详解】
现用基因型为 RrHH 和 Rrhh 的番茄杂交,获得果肉为红色、成熟期为突变体性状的纯合体番茄,可将
RrHH×Rrhh 的番茄杂交,获得基因型为 RRHh、RrHh、rrHh 的 F1 代,让 RRHh、RrHh 分别自交,基因型
RRHh 自交,获得RRHh 得到$RRH_$,从中选出RRhh,红果且成熟期晚的就是 RRhh。

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