Question

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，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．

（1）基因M、R編碼各自蛋白質前3個氨基酸的DNA序列如圖1所示，起始密碼子均為AUG．若基因M的b鏈中箭頭所指堿基G突變為A，其對應的密 碼子將由

 

變為

 

．正常情況下，基因R在細胞中最多有

 

個，其轉錄時的模板位于

 

（填“a”或“b”）鏈中．
（2）用基因型為MMHH和mmhh的植株為親本雜交獲得F₁，F₁自交獲得F₂，F₂中自交性狀不分離植株所占的比例是

 

；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的植株減數分裂時，出現了一部分處于減數第二次分裂中期的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分裂時，偶然出現一個HH型配子，最可能的原因是

 

．
（4）現有一寬葉紅花突變體，推測其體細胞內與該表現型相對應的基因組成為圖2甲、乙、丙中的一種，其他同源染色體數目及結構正常．現只有各種缺失一條染色體的植株可供選擇，請設計一步雜交實驗，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：
①

 

；
②觀察、統計后代表現型及比例．
結構預測：
Ⅰ．若

 

，則為圖甲所示的基因組成；
Ⅱ．若

 

，則為圖乙所示的基因組成；
Ⅲ．若

 

，則為圖丙所示的基因組成．

Answer 1

考點：細胞的減數分裂,遺傳信息的轉錄和翻譯,染色體結構變異的基本類型

專題：

分析：題目信息告訴我們基因的顯隱性關系，并且告訴我們是這兩對基因是非同源染色體的非等位基因，我們就可以結合自由組合定律以及減數分裂的過程解決（1）（2）（3）小題．第（4）小題的設計重點在于實驗結果的分析．由此作答．

解答： （1）由起始密碼子（mRNA上）為AUG則轉錄的DNA鏈可知TAC我們在基因M的b鏈和基因R的a鏈找到TAC，所以基因M和基因R轉錄的模板分別為b鏈和a鏈．對M基因來說，箭頭處G突變為A，對應的mRNA上的即是C 變成U，所以密碼子由GUC變成UUC；正常情況下，基因成對出現，若此植株的基因為RR，則DNA復制后，數量加倍，所以R基因最多可以有4個．
（2）F1為雙雜合子，這兩對基因又在非同源染色體上，所以符合孟德爾自由組合定律，F₂中自交后性狀不分離的指的是純合子，F₂中的四種表現各有一種純合子MMHH，MMhh，mmHH，mmhh，且比例各占F₂中的

1

16

，故四種純合子所占F₂的比例為

1

16

×4=

1

4

；F₂中寬葉高莖植株有四種基因型MMHH：MmHH：MMHh：MmHh=1：2：2：4，他們分別與mmhh測交，后代寬葉高莖：窄葉矮莖=4：1．
（3）減數分裂第二次分裂應是姐妹染色單體的分離，而現在出現了Hh，說明最可能的原因是基因型為Hh的個體減數分裂過程聯會時同源染色體的非姐妹染色單體間發生交叉互換，形成了基因型為Hh的次級性母細胞；配子為中應只能含一個基因H，且在4號只有一條染色體的情況下，說明錯誤是發生在減數第二次分裂時著絲點沒有分開造成的．
（4）方案1   選擇缺失一條2號染色體的窄葉白花植株（mr）與該寬葉紅花突變體進行雜交．若為圖甲所示的基因組成，即MMRr與moro雜交，后代為MmRr、MoRo、Mmrr、Moro，寬葉紅花：寬葉白花=1：1；若為圖乙所示的基因組成，即MMRo與moro雜交，后代為MmRr、MoRo、Mmro、Mooo（幼胚死亡），寬葉紅花：寬葉白花=2：1；若為圖丙所示的基因組成，即MoRo與moro，后代為MmRr、MoRo、moro、oooo（幼胚死亡），寬葉紅花：窄葉白花=2：1．
方案2  選擇缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株（mR）與該寬葉紅花突變體進行雜交．若為圖甲所示的基因組成，即MMRr與moRo雜交，后代為MmRR、MoRo、MmRr、Moro，寬葉紅花：寬葉白花=3：1；若為圖乙所示的基因組成，即MMRo與moro，后代為MmRr、MoRo、MmRo、Mooo（幼胚死亡），后代全部為寬葉紅花；若為圖丙所示的基因組成，即MoRo與moRo雜交，后代為MmRR、MoRo、moRo、oooo（幼胚死亡），寬葉紅花：窄葉紅花=2：1．

點評：本題主要考查自由組合定律、基因突變，染色體等變異、減數分裂及實驗判斷，意在考查考生分析、理解、解決問題及實驗設計的能力．