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8.某二倍體植物的花色受獨立遺傳且完全顯性的三對基因(用Ii、Aa、Bb表示)控制.研究發現,體細胞中b基因數多于B時,B基因的表達減弱而形成粉紅花突變體.基因控制花色色素合成的途徑、粉紅花突變體體細胞中基因與染色體的組成(其它基因數量與染色體均正常)如圖甲乙所示.請分析并回答:

(1)正常情況下,甲圖示意的紅花植株基因型有4種.
(2)突變體①、②、③的花色相同,這說明花色色素的合成量與體細胞內基因(B與b)的數量有關.對B與b基因的mRNA進行研究,發現其末端序列存在差異(見如圖所示).
B基因的mRNA:-ACGUACGAUAGUGGGUGA
b基因的mRNA:-ACGUAGGAUAGUGGCUGA
二者編碼的氨基酸在數量上相差4個(起始密碼子位置相同,UAA、UAG與UGA為終止密碼子),其根本原因是B基因和b基因的脫氧核苷酸對(堿基對)的排列順序不同.
(3)基因型為iiAaBb的花芽中,出現基因型為iiAab的一部分細胞,推測這是在細胞分裂過程中染色體發生數目或結構變異導致的.基因型為iiAAb的突變體自交所形成的受精卵中約有$\frac{1}{4}$不能發育,推測其原因是B或b基因是受精卵發育所必需的.
(4)欲確定iiAaBbb植株屬于圖乙中的哪種突變體,設計實驗如下.
假設:圖乙所示的染色體上不攜帶I與i、A與a基因;實驗過程中不存在基因突變與交叉互換;各型配子活力相同.
實驗步驟:
讓該突變體植株與基因型為iiAAbb的植株雜交,觀察并統計子代表現型及比例.
預測結果:
Ⅰ.若子代表現型及比例為紅:粉紅:白為1:1:2,則該突變體植株屬于突變體①類型;
Ⅱ.若子代表現型及比例為紅:粉紅:白為1:2:3,則該突變體植株屬于突變體②類型;
Ⅲ.若子代表現型及比例為紅:白為1:1,則該突變體植株屬于突變體③類型.

分析 1、根據二倍體植物的花色受獨立遺傳且完全顯性的三對基因控制,說明其遵循基因的自由組合定律.由于I抑制A的表達,所以形成紅色物質的基因組成為iiA-B-.突變體①和突變體③是染色體結構發生變異,突變體②是染色體數目發生變異.突變體①減數分裂可產生B、bb、Bb、b四種配子,比例為1:1:1:1;突變體②減數分裂可產生B、Bb、bb、b四種配子,比例為1:2:1:2;突變體③減數分裂可產生B、bb兩種配子,比例為1:1.
2、分析B和b的mRNA的堿基序列可知,B的mRNA上終止密碼子在第6個密碼子位置,而b的mRNA上終止密碼子在第2個密碼子位置,因此b控制的蛋白質與B控制合成的蛋白質的氨基酸少了4個.
3、用演繹推理方法進行解答:假定突變為某一種情況,根據遺傳圖解推測后代的基因型、表現型及比例關系.

解答 解:(1)正常情況下,圖1中紅花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiDAaBb共4種.
(2)根據題意和圖2分析可知:由于突變體①、②、③中都含有3個B或b基因,表現的花色相同,這說明花色素的合成量與體細胞內基因B與b的數量有關.對B與b基因的mRNA進行研究,發現其末端序列存在差異,圖3中的第6個堿基在B的mRNA上為C,而在b的mRNA上為G;又UAG為終止密碼子.說明在b的mRNA中提前出現終止密碼子,導致二者編碼的氨基酸在數量上相差4個.其根本原因是B基因和b基因的脫氧核苷酸對(堿基對)的排列順序不同.
(3)由于基因型為iiAab的細胞中缺少B,不能形成紅色物質,所以其發育形成的花呈白色.該變異是細胞分裂過程中出現染色體數目變異或缺失的結果.基因型為iiAAb的突變體自交所形成的受精卵中約有$\frac{1}{4}$不能發育,推測其原因是缺少發育成完整個體的部分基因,即B或b基因是受精卵發育所必需.
(4)由于iiAaBbb植株中多了一個b基因,又體細胞中b基因數多于B時,B基因的表達減弱而形成粉紅花突變體.因此用iiAaBbb植株與基因型為iiAAbb的植株雜交,觀察并統計子代的表現型與比例.如果子代中紅:粉紅:白為1:1:2,則其為突變體①;如果子代中紅:粉紅:白為1:2:3,則其為突變體②;如果子代中紅:白為1:1,則其為突變體③.
故答案為:
(1)4
(2)基因(B與b)的數量         4        脫氧核苷酸對(堿基對)的排列順序
(3)數目或結構           B或b基因是受精卵發育所必需的
(4)Ⅰ.紅:粉紅:白為1:1:2Ⅱ.紅:粉紅:白為1:2:3Ⅲ.紅:白為1:1

點評 本題考查基因自由組合定律和基因與性狀關系的相關知識,意在考查學生的識圖能力和判斷能力,運用所學知識綜合分析問題的能力.

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