Question

【題目】某二倍體植物寬葉(M)對窄葉(m)為顯性，高莖(H)對矮莖(h)為顯性，紅花(R) 對白花(r)為顯性�；�因 M、m 與基因R、r 在 2 號染色體上，基因H、h 在 4 號染色體上。

（1）基因 M、R編碼各自蛋白質(zhì)前3個氨基酸的DNA序列如上圖，起始密碼子均為AUG。若基因M的b鏈中箭頭所指堿基C 突變?yōu)锳，其對應的密碼子將由______________變?yōu)?/span>_____。正常情況下，基因R 在細胞中最多有_____個，基因R 轉(zhuǎn)錄時的模板位于_____鏈中。

（2）用基因型為MMHH和mmhh的植株為親本雜交獲得 F1，F(xiàn)1 自交獲得F2，F(xiàn)2中自交性狀不分離植株所占的比例為_________；用隱性親本與F2中寬葉高莖植株測交，后代中寬葉高莖與窄葉矮莖植株的比例為_____________。

（3）基因型為Hh的植株減數(shù)分裂時，出現(xiàn)了一部分處于減數(shù)第二次分裂中期的Hh 型細胞，最可能的原因是_____。缺失一條 4 號染色體的高莖植株減數(shù)分裂時，偶然出現(xiàn)一個 HH 型配子，最可能的原因是______________________。

（4）現(xiàn)有一寬葉紅花突變體，推測其體細胞內(nèi)與該表現(xiàn)型相對應的基因組成為圖甲、 乙、丙中的一種，其他同源染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)正常�，F(xiàn)有缺失一條 2 號染色體的各種不同表現(xiàn)型的植株可供選擇進行雜交實驗，確定該突變體的基因組成是哪一種。(注： 各型配子活力相同；控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡)

實驗步驟：__________________。

觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)性及比例。

結(jié)果預測：

若_____，則為圖甲所示的基因組成；若_____，則為圖乙所示的基因組成；若_____，則為圖丙所示的基因組成。

Answer 1

【答案】GUC UUC 4 a 1/4 4∶1 減數(shù)第一次分裂時)交叉互換 減數(shù)第二次分裂時染色體未分離 用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交（用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株雜交） 寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為1∶1（寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為3∶1） 寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為2∶1（后代全部為寬葉紅花植株） 寬葉紅花與窄葉白花植株的比例為2∶1（寬葉紅花與窄葉紅花植株的比例為2∶1）

【解析】

根據(jù)題意，基因M、m與基因R、r在2號染色體上，基因H、h在4號染色體上，因此基因M、m與基因H、h或基因R、r與基因H、h可自由組合。結(jié)合基因M、R編碼各自蛋白質(zhì)前3個氨基酸的DNA序列圖可知，根據(jù)起始密碼子（AUG）可以判斷出基因M轉(zhuǎn)錄的模板鏈為b鏈，而基因R中轉(zhuǎn)錄的模板鏈為a鏈；據(jù)圖甲分析，圖甲突變型可產(chǎn)生兩種配子，MR：Mr=1:1，圖乙突變體可產(chǎn)生兩種配子，MR：M_（_表示缺失）=1:1，圖丙突變體產(chǎn)生配子為MR；現(xiàn)有缺失一條2號染色體的各種不同表現(xiàn)型的植株可供選擇進行雜交實驗，已知控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故可用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交，觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)性及比例；缺失一條2號染色體的窄葉白花植株產(chǎn)生的配子為mr、_（_表示缺失），雜交結(jié)果如下圖；

Ⅰ．，

F1中寬葉紅花：寬葉白花=1：1；

Ⅱ．，

由于控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故最后一組個體死亡，F1中寬葉紅花：寬葉白花=2：1；

Ⅲ．，

由于控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故最后一組個體死亡，F1中寬葉紅花：窄葉白花=2：1；據(jù)此分析。

（1）因為起始密碼子是AUG，所以M基因應是以b鏈為模板鏈，如果C突變?yōu)?/span>A，那么密碼子由原來的GUC會變?yōu)?/span>UUC。正常情況下R基因在體細胞中有2個，但在分裂期進行復制后有4個，故基因R 在細胞中最多有4個。起始密碼子是AUG，故DNA上模板鏈堿基為TAC，因此基因R的模板鏈在a鏈。

（2）用基因型為MMHH和mmhh的植株為親本雜交獲得F1，F1基因型為MmHh ，這兩對基因位于非同源上，所以符合自由組合定律，F2中自交后性狀不分離的是純合子，共4種：MMHH、mmhh、MMhh、mmHH，各占F2中的1/16，故4種純合子所占F2的比例為1/16×4＝1/4。F2中寬葉高莖植株（M_H_）有四種基因型MMHH：MmHH：MMHh：MmHh=1:2:2:4，產(chǎn)生的配子種類和比例為MH：mH:Mh:mh=4:2:2:1，與mmhh測交，后代中寬葉高莖（M_H_）比例為4/9，窄葉矮莖（mmhh）植株的比例1/9，寬葉高莖與窄葉矮莖植株的比例為4:1。

（3）正常情況下減數(shù)第一次分裂過程中等位基因隨同源染色體的分裂而分離，如果在減數(shù)第二次分裂后期出現(xiàn)了Hh的基因型，最可能是減數(shù)第一次分裂前期發(fā)生了交叉互換。缺失4號染色體，出現(xiàn)了HH的基因型，最可能的是減數(shù)第二次分裂時染色單體分開后未分離。

（4）現(xiàn)有缺失一條2號染色體的各種不同表現(xiàn)型的植株可供選擇進行雜交實驗，已知控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故實驗可用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交，觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)性及比例。

結(jié)果預測：

若寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為1∶1，則為圖甲所示的基因組成；

若寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為2∶1，則為圖乙所示的基因組成；

若寬葉紅花與窄葉白花植株的比例為2∶1，則為圖丙所示的基因組成。