Question

玉米（2N=20）是重要的糧食作物之一．請分析回答下列有關遺傳學問題：
（1）某玉米品種2號染色體上的基因S、s和M、m各控制一對相對性狀，基因S在編碼蛋白質時，控制最前端幾個氨基酸的DNA序列如圖1所示．已知起始密碼子為AUG或GUG．
①基因S發生轉錄時，作為模板鏈的是圖1中的

 

鏈．若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對G/C缺失，則該處對應的密碼子將改變為

 

．
②某基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現了4種表現型，在此過程中出現的變異的類型屬于

 

，其原因是在減數 分裂過程中發生了

 

．
（2）玉米的高桿易倒伏（H）對矮稈抗倒伏（h）為顯性，抗病（R）對易感病（r）為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上．上圖2表示利用品種甲（HHRR）和乙（h hrr）通過三種育種方法（Ⅰ～Ⅲ）培育優良品種（hhRR）的過程．
①利用方法工培育優良品種時，獲得hR植株常用的方法為

 

，這種植株由于

 

，須經誘導染色體加倍后才能用于生產實踐．圖2所示的三種方法（Ⅰ～Ⅲ）中，最難獲得優良品種（hhRR）的是方法

 

，其原因是

 

．
②用方法Ⅱ培育優良品種時，先將基因型為HhRr的植株自交獲得子代（F₂），F₂代植株中自交會發生性狀分離的基因型共有

 

種，這些植株在全部 F₂代中的比例為

 

．若將F₂代的全部高稈抗病植株去除雄蕊，用F₂代矮稈抗病植株的花粉隨機授粉，則雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株占

 

．

Answer 1

考點：基因突變的特征,基因的自由組合規律的實質及應用,基因重組及其意義,染色體數目的變異

專題：

分析：據圖1可知，由于起始密碼子為AUG或GUG，故其對應的模板鏈堿基為TAC或CAC，由于b鏈中有TAC序列，故為模板鏈；據圖2可知，Ⅰ為單倍體育種，利用該方法工培育優良品種時，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養；Ⅱ為雜交育種，Ⅲ為誘變育種，這種方法最難獲得優良品種（hhRR），因基因突變頻率很低而且是不定向的．

解答： 解：（1）①由于起始密碼子為AUG或GUG，故其對應的模板鏈堿基為TAC或CAC，由于b鏈中有TAC序列，故為模板鏈；若基因S的b鏈中箭頭所指處原堿基序列為CAG，若堿基對G/C缺失，則堿基序列為CAA，故該處對應的密碼子將由GUC改變為GUU．
②基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現了4種表現型，說明出現了基因重組，由于S、s和M、m基因均位于2號染色體上，為連鎖關系，故說明同源染色體的非姐妹染色單體之間發生了交叉互換．
（2）①據圖示可知，Ⅰ為單倍體育種，利用該方法工培育優良品種時，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養，不過獲得的單倍體長勢弱小而且高度不育，須經誘導染色體加倍后才能用于生產實踐；Ⅲ為誘變育種，這種方法最難獲得優良品種（hhRR），因基因突變頻率很低而且是不定向的．
②將基因型為HhRr的植株自交獲得子代（F₂），F₂代植株中自交后代基因型共有9中，其中純合體為4種，雜合體即發生性狀分離的基因型為5種；由于純合體共占

1

4

，故這些植株在全部 F₂代中的比例為1-

1

4

=

3

4

；若將F₂代的全部高稈抗病植株基因型為H_R_，矮稈抗病植株基因型為hhR_，則雜交所得子代hh的概率=

2

3

×

1

2

=

1

3

，雜交所得子代RR的概率=

2

3

×

2

3

=

4

9

，故后代中純合矮稈抗病植株hhRR概率為

4

27

．
故答案為：（1）①b   GUU
②基因重組   同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換
（2）①花藥離體培養    長勢弱小而且高度不育Ⅲ基因突變頻率很低而且是不定向的
②5     

3

4

   

4

27

點評：本題綜合考查了基因突變及遺傳定律，意在考查學生的理解和應用能力，試題難度中等．