Question

玉米是一種雌雄同株的二倍體（2n=20）植物，玉米籽粒的顏色與細胞中的色素有關，當細胞中含有甲物質時呈紫色，含有乙物質時呈紅色，無甲和乙時呈白色．與這些色素合成有關的部分酶和基因情況如表所示（注：顯性基因對隱性基因完全顯性，并且在形成配子過程中不發生交叉互換），請回答問題：

色素	丁 酶1 丙 酶2 乙 酶3 甲
酶
控制酶合成的基因	A	B	D
相應的等位基因	a	b	d
基因所在的染色體	9號	10號	10號

（1）現有純合紅色玉米粒，請在圖1框中畫出基因在染色體上可能的位置關系．（注：方框內只要畫出與上述基因相關的染色體，用豎線表示染色體，黑點表示基因的位點，并標上相應的基因）．
（2）若紅色的籽粒長成的某一玉米植株自交，所結籽粒的性狀分離比為紫：紅：白=0：3：1，則該植株的基因型為

 

．
（3）若某一基因型為AaBbDd的玉米植株自交，所結籽粒的性狀及分離比為

 

．
（4）低溫處理野生型玉米正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發育成植株．推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是

 

．四倍體玉米與野生型玉米是否屬于同一物種？為什么？

 

．
（5）從玉米中分離了PEPC基因（圖2為該基因結構示意圖，由能夠編碼氨基酸序列--外顯子（J、L、N區段）和不編碼氨基酸序列--內含子（K、M區段）間隔而構成），其編碼的PEPC酶能增加氣孔導度，從而增強光合速率．
①若該基因一條單鏈中

(G+T)

(A+C)

=

2

3

，則其互補鏈中

(G+T)

(A+C)

=

 

．
②若PEPC基因的一個堿基對被替換，使PEPC酶的第50位氨基酸由谷氨酸變成纈氨酸，則該基因突變發生的區段是

 

（填字母）．

Answer 1

考點：基因的自由組合規律的實質及應用

專題：

分析：根據題干可知，酶1、2、3分別受A、B、D基因控制，基因型為A B_D_為紫色，A B_dd為紅色，A bb__或aa____為白色；在DNA分子中，一條鏈中

(G+T)

(A+C)

的比值與互補鏈中該比例互為倒數；真核生物的基因包括編碼區和非編碼區，其中編碼區決定蛋白質的合成；在編碼區中有外顯子和內含子序列，只有外顯子序列轉錄的mRNA才能作為翻譯的模板鏈，根據分析回答．

解答： 解：（1）根據表格可知，B基因和d基因都位于10號染色體中，根據分析可知，純合的紅色玉米粒基因型為AABBdd，A基因在一對同源染色體中，B和d基因在同一對同源染色體中．
（2）紅色個體的基因型為A B_dd，自交后代的性狀分離比為紫：紅：白=0：3：1，紅色：白=3：1，說明只有一對基因是雜合子，其余基因是純合子，根據白色的基因型A bb__或aa____可知，紅色個體中A基因是純合，B基因是雜合，或者A基因雜合，B基因純合，即該紅色的籽粒的基因型為AaBBdd或AABbdd．
（3）AaBbDd的玉米植株，由于基因B和D位于一對同源染色體中，因此需要把B和D基因放在一起考慮．Aa自交后代出現A_：aa=3：1；若B和D在同一條染色體中，b和d在另一條染色體中，則BbDd自交后代出現：B_D_：bbdd=3：1；若B和d在同一條染色體中，b和D在另一條染色體中時，則BbDd自交后代出現1BBdd：2BbDd：1bbDD．當B和D在同一條染色體中，b和d在另一條染色體中時，AaBbDd的玉米植株自交后代出現紫色（A_B_D_）的概率為

3

4

×

3

4

=

9

16

，基因型為A_bbdd和aaB_D_、aabbdd都是白色，概率為

7

16

，因此紫色：白色等于9：7；當B和d在同一條染色體中，b和D在另一條染色體中時，AaBbDd的玉米植株自交后代出現紫色（A_B_D_）的概率為

3

4

×

2

4

=

6

16

，出現紅色（A_BBdd）的概率為

3

4

×

1

4

=

3

16

，出現白色（A_bbDD和aa____）的概率為：

3

4

×

1

4

+

1

4

=

7

16

，因此后代出現紫色：紅色：白色=6：3：7．
（4）低溫誘導染色體數目加倍的原因是低溫抑制了紡錘體的形成；由于四倍體和二倍體雜交得到的三倍體，減數分裂時聯會紊亂不能產生可育配子，因此四倍體和二倍體之間存在生殖隔離，故四倍體和二倍體不屬于同一物種．
（5）①在DNA分子中，一條鏈中的A=互補鏈中的T，同理一條鏈中的T、G、C分別與互補鏈中的A、C、G相等，即一條鏈中的

(G+T)

(A+C)

與互補鏈中該比例互為倒數，即為

3

2

．
②真核生物的編碼區控制蛋白質合成，在編碼區中有外顯子（J、L、N）和內含子（K、M），內含子轉錄的序列再加工時切除，同時氨基酸個數：模板鏈中堿基數=1：3，第50為氨基酸對應模板鏈中第147-150個堿基，因此位于L段．
故答案為：

（2）AaBBdd或AABbdd
（3）紫色：紅色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7
（4）低溫抑制紡錘體的形成   否，兩者雜交后代三倍體不可育，兩者存在生殖隔離
（5）①

3

2

        ②L

點評：本題主要考查基因自由組合定律的應用、DNA分子結構和基因表達和獲取信息的能力，很綜合，難度較大；同時在計算時，注意不能思維定勢，注意題中B和D基因位于一對同源染色體中，否則第（3）問就不能回答正確．