Question

【題目】番茄果實的成熟是一個復雜的過程，由復雜的基因網絡調控。請回答下列問題：

（1）果實成熟的性狀是由成熟基因在_________酶的作用下，轉錄合成mRNA，進而以___________為原料，翻譯后加工成相應的蛋白質。

（2）研究發現，C基因和N基因在果實成熟過程中起著重要的調控作用，現選取長勢一致的野生型植株（CCnn）、C基因純合突變株和N基因純合突變株若干，將后兩者突變株進行雜交：

F1代表現型為__________________，F1進行自交，子代表現型為成熟：不成熟=3:13，則C基因和N基因的位置關系為________________________，若檢測F1的基因組成，需對F1進行___________，后代的表現型及比例為_________________________。

（3）為了探究C基因和N基因的相關調控機制，科研人員做了如下研究。

①用CRISPR/Cas9基因編輯工具，分別處理野生型，使C基因或N基因中堿基對改變，導致_______________，從而獲得果實均成熟延遲的C-CRISPR/Cas9突變株和N-CRISPR/Cas9突變株。

②為進一步分析C-CRISPR/Cas9和N-CRISPR/Cas9突變株果實成熟延遲的原因，科研人員對不同品系植株中不同基因的表達情況進行分析，根據表達的強弱程度繪制出熱點圖（如圖），發現_________________等關鍵成熟基因在C突變株和N突變株中未表達，但在C- CRISPR/Cas9和N-CRISPR/Cas9中明顯表達，從而促進了果實的成熟。同時，可知其他成熟基因在野生型中也有明顯表達，從而表明調控果實成熟是由___________共同作用的結果。

Answer 1

【答案】RNA聚合酶 氨基酸 不成熟 非同源染色體上的非等位基因 測交 成熟：不成熟=1：3 基因突變 ACS2、ACS4、ACO1 多對成熟基因

【解析】

轉錄的模板是DNA，產物是RNA；翻譯的模板是mRNA，產物是多肽。

基因突變指DNA中堿基對的增添、缺失和替換等引起基因結構的改變。

（1）成熟基因轉錄時需要的酶是RNA聚合酶，翻譯的原料是氨基酸。

（2）野生型植株的基因型為CCnn，C基因純合突變株的基因型為ccnn，N基因純合突變株的基因型為CCNN，將后兩者突變株進行雜交，F1代的基因型為CcNn，表現為不成熟，F1進行自交，子代表現型為成熟：不成熟=3:13，即9:3:3:1的變式，說明C基因和N基因位于兩對同源染色體上。可以對F1進行測交，野生型后代即C-nn占1/2×1/2=1/4，故成熟:不成熟=1:3。

（3）①基因中堿基對改變屬于基因突變。

②由圖可知，ACS2、ACS4、ACO1在在C突變株和N突變株中未表達，但在C- CRISPR/Cas9和N-CRISPR/Cas9中明顯表達，從而促進了果實的成熟。同時，可知其他成熟基因如PSY1、PDS、ZDS、C等成熟基因在野生型中也有明顯表達，從而表明調控果實成熟是由多對成熟基因共同作用的結果。