Question

13．請分析回答下列有關玉米遺傳學問題：
（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因S發生轉錄時，作為模板鏈的是圖1中的b鏈．若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對$\frac{G}{C}$缺失，則該處對應的密碼子將改變為GUU．
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類型屬于基因重組，其原因是在減數分裂過程中發生了同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換．
（2 ）玉米的高桿易倒伏（H ）對矮稈抗倒伏（h ）為顯性，抗�。≧ ）對易感�。╮ ）
為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上．圖2表示利用品種甲 （HHRR ）和乙（hhrr）通過三種育種方法（Ⅰ〜Ⅲ）培育優良品種（hhRR ）的過程．
①用方法I培育優良品種時，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養，這種植株由于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．圖2所示的三種方法（Ⅰ〜1 ）中，最難獲得優良品種（hhRR）的是方法Ⅲ，其原因是基因突變頻率很低而且是不定向的o
②用方法n培育優良品種時，先將基因型為HhRr的Fi植株自交獲得子代（F₂），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$\frac{4}{27}$．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：圖1中，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．圖2中，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_．其中RR占$\frac{1}{3}$，Rr占$\frac{2}{3}$．則R的頻率為$\frac{2}{3}$，r的頻率為$\frac{1}{3}$．隨機授粉所得RR占$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$，故后代中純合矮稈抗病植株hhRR概率為$\frac{4}{27}$．
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   基因突變頻率很低而且是不定向的
②$\frac{4}{27}$

點評 本題綜合考查了生物變異的應用、遺傳信息的轉錄和翻譯等知識點，意在考查學生的理解和應用能力，試題難度中等．