题目
T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题：（1）基因内碱基的增添、缺失或 ____ 都可导致基因突变。（2）以Aa植株为 ____ （填“父本”或“母本”）与野生型拟南芥杂交，F1中卡那霉素抗性植株的占比为0，其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 ____ 。（3）为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 ____ 种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为 ____ 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为 ____ 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为 ____ 。900bp-|||-P1-|||-A基因-|||-P2 植株类型: I Ⅱ-|||-600bp 引物组合: +P2 P1+P3P1+P2 P1+P3-|||-P1-|||-a基因 T-DNA 900bp-|||-P3 600bp-|||-图1 图2（4）实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验：①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为 ____ 的F1植株。②选出的F1植株自交获得F2。不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ____ ；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为 ____ 。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因： ____ 。
T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题：
（1）基因内碱基的增添、缺失或 ____ 都可导致基因突变。
（2）以Aa植株为 ____ （填“父本”或“母本”）与野生型拟南芥杂交，F1中卡那霉素抗性植株的占比为0，其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 ____ 。
（3）为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 ____ 种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为 ____ 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为 ____ 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为 ____ 。
（4）实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验：
①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为 ____ 的F1植株。
②选出的F1植株自交获得F2。不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ____ ；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为 ____ 。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因： ____ 。
（1）基因内碱基的增添、缺失或 ____ 都可导致基因突变。
（2）以Aa植株为 ____ （填“父本”或“母本”）与野生型拟南芥杂交，F1中卡那霉素抗性植株的占比为0，其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 ____ 。
（3）为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a,该植株会产生 ____ 种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为 ____ 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为 ____ 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为 ____ 。
（4）实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验：
①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为 ____ 的F1植株。
②选出的F1植株自交获得F2。不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ____ ；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为 ____ 。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因： ____ 。
题目解答
答案
（1）基因突变是指DNA分子上碱基的增添、缺失或替换引起基因碱基序列的改变。
（2）以Aa植株为父本与野生型（AA）拟南芥杂交，其含a基因的花粉不育，含A基因的花粉可育，F1（AA）中卡那霉素抗性植株的占比为0；反交时，Aa植株作为母本，产生的A、a两种配子，比例为1：1，而野生型父本只产生一种含A基因花粉，F1基因型为Aa（抗性）：AA（非抗性）=1：1，因此卡那霉素抗性植株占比为$\frac{1}{2}$。
（3）将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体后，仅考虑基因A和a,植株基因型组成为2号染色体为Aa,3号染色体为AO。该植株会产生4种基因型的花粉，即AA、AO、Aa、aO，其中aO不育，即产生3种可育基因型的花粉（AA、AO、Aa），具有a基因的花粉占比为$\frac{1}{3}$。该植株雌配子（AA、AO、Aa、aO）均可育，其自交所得到F1的基因型为AAAA：AAAO：AAOO：AAAa：AAaO：AAaa：AaOO：AaaO=1：2：1：2：3：1：1：1。分析图1和图2的电泳结果可知，Ⅰ型植株中含有A和a基因，Ⅱ型植株中含有A基因。其中Ⅰ型植株占比为$\frac{2}{3}$。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为a花粉不育，无法形成纯合aa植株。
（4）①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出F1中AaEe植株（双杂合）。若E/e和A/a连锁且无交换，F2中无同时含A和E的配子（花粉或种子致死），正常植株占比为0。若两基因独立遗传，F1植株（AaEe）产生雌配子为AE：Ae：aE：ae=1：1：1：1，均可育，而雄配子AE：Ae=1；1，aE和ae不可育，利用棋盘法可知，F2为AAEE：AAEe：AaEE：AaEe=1：2：1：2，其中只有AAEE的花粉和自交所结种子均发育正常，即正常植株（AAEE）占比为$\frac{1}{6}$。其他可能：若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～$\frac{1}{6}$。
故答案为：
（1）替换
（2）父本 $\frac{1}{2}$
（3）3 $\frac{1}{3}$ $\frac{2}{3}$ a花粉不育，无法形成纯合aa植株（4）AaEe E/e和A/a连锁且无交换，F2中无同时含A和E的配子 $\frac{1}{6}$ 若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～$\frac{1}{6}$
（2）以Aa植株为父本与野生型（AA）拟南芥杂交，其含a基因的花粉不育，含A基因的花粉可育，F1（AA）中卡那霉素抗性植株的占比为0；反交时，Aa植株作为母本，产生的A、a两种配子，比例为1：1，而野生型父本只产生一种含A基因花粉，F1基因型为Aa（抗性）：AA（非抗性）=1：1，因此卡那霉素抗性植株占比为$\frac{1}{2}$。
（3）将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体后，仅考虑基因A和a,植株基因型组成为2号染色体为Aa,3号染色体为AO。该植株会产生4种基因型的花粉，即AA、AO、Aa、aO，其中aO不育，即产生3种可育基因型的花粉（AA、AO、Aa），具有a基因的花粉占比为$\frac{1}{3}$。该植株雌配子（AA、AO、Aa、aO）均可育，其自交所得到F1的基因型为AAAA：AAAO：AAOO：AAAa：AAaO：AAaa：AaOO：AaaO=1：2：1：2：3：1：1：1。分析图1和图2的电泳结果可知，Ⅰ型植株中含有A和a基因，Ⅱ型植株中含有A基因。其中Ⅰ型植株占比为$\frac{2}{3}$。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为a花粉不育，无法形成纯合aa植株。
（4）①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出F1中AaEe植株（双杂合）。若E/e和A/a连锁且无交换，F2中无同时含A和E的配子（花粉或种子致死），正常植株占比为0。若两基因独立遗传，F1植株（AaEe）产生雌配子为AE：Ae：aE：ae=1：1：1：1，均可育，而雄配子AE：Ae=1；1，aE和ae不可育，利用棋盘法可知，F2为AAEE：AAEe：AaEE：AaEe=1：2：1：2，其中只有AAEE的花粉和自交所结种子均发育正常，即正常植株（AAEE）占比为$\frac{1}{6}$。其他可能：若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～$\frac{1}{6}$。
故答案为：
（1）替换
（2）父本 $\frac{1}{2}$
（3）3 $\frac{1}{3}$ $\frac{2}{3}$ a花粉不育，无法形成纯合aa植株（4）AaEe E/e和A/a连锁且无交换，F2中无同时含A和E的配子 $\frac{1}{6}$ 若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～$\frac{1}{6}$