Question

11．某自然種群的雌雄異株植物為XY型性別決定，該植物的花色（白色、藍色和紫色）是由常染色體上的兩對獨立遺傳的等位基因（A和a、B和b）控制，葉形（寬葉和窄葉）由位于性染色體上的等位基因（D和d）控制．請據圖回答：

（1）圖中甲基因A或B的轉錄產物需在細胞核部位加工后，才能成熟．在酶1或酶2合成過程中，核糖體認讀mRNA上的遺傳密碼．
（2）藍花植株的基因型有2種，某藍花植株的一個基因A發生突變，但該植物仍能開出藍花，可能的原因是該植物控制藍花性狀的基因型為AAbb，只有一條染色體上的A基因突變為a基因；或這種氨基酸可以由多種密碼子決定；或發生在非編碼區域（答對一條原因即給分）．
（3）以紫花雄株與藍花雌株為親本，若F₁ 植株中三種花色的植株出現，則父本控制花色的基因型是AaBb，理論上純合的F₁植株中開白花的比例為$\frac{1}{2}$．將F₁ 中的藍花植株雜交，在F₂中出現部分白花植株的原因是F1形成配子時等位基因分離．
（4）葉形的基因位于圖乙中I片段，寬葉（D）對窄葉（d）為顯性．現有寬葉、窄葉雌性植株若干和已知基因型為X^DY^D、X^DY^d或X^dY^D 寬葉雄性植株若干．選擇相應的親本組合，以前通過一次雜交，獲得能夠依據葉形區分雌雄的大批幼苗．請用遺傳圖解和適當文字說明培育的過程．
（5）將紫花寬葉的雌、雄植株進行雜交，利用基因重組原理可以培育出正常藍花窄葉雄株．

Answer 1

分析 1、由題意知，植物的花色由2對等位基因控制，且2對等位基因獨立遺傳，因此遵循自由組合定律，題圖甲可知，基因通過控制酶的合成控制細胞代謝而控制植物花色，基因控制酶的合成包括轉錄和翻譯過程，轉錄的場所是細胞核，翻譯場所是核糖體；且紫色花的基因型是A_B_，藍色花的基因型是A_bb，白色花的基因型是aaB_、aabb．
2、圖乙是X、Y染色體的特點，由題圖可知，X、Y是異型同源染色體，其中Ⅰ是X、Y染色體的同源區段，Ⅱ分別是X、Y染色體的非同源區段，位于性染色體上的基因控制的遺傳，總是與性別相關聯，叫伴性遺傳，伴性遺傳也符合分離定律，是分離定律的特殊形式．
3、基因突變不一定引起生物性狀發生變化的原因：①在完全顯現的條件下，顯性純合子的一個顯性基因突變成隱性基因，形成雜合，雜合子與顯性純合子的表現型相同；②由于密碼子具有簡并性，多個密碼子可以編碼同一種氨基酸，基因突變后轉錄形成的密碼子發生改變，如果改變后的密碼子與突變前的密碼子編碼同一種氨基酸，蛋白質的氨基酸序列不變，因此性狀也不會發生變化；③真核細胞染色體上的基因型存在非編碼序列，如果基因突變發生在非編碼區，則基因突變前后控制合成的蛋白質不發生改變，也不能改變生物的性狀．

解答 解：（1）轉錄主要發生在細胞核中，真核生物的基因中存在一些內含子，轉錄的RNA不能參與翻譯，需要加工成成熟的mRNA．認讀mRNA上的遺傳密碼屬于翻譯過程，發生在核糖體中．
（2）由分析可知，A_bb為藍花，因此藍花植株的基因型為Aabb和AAbb；基因突變會使轉錄形成的密碼子發生改變，可能引起翻譯形成的蛋白質的氨基酸序列改變而導致生物性狀改變，由于密碼子具有簡并性，多個密碼子可以編碼同一種氨基，因此基因突變不一定引起生物性狀改變；如果該植物控制藍花性狀的基因型為AA，如果只有一條染色體上的A基因突變為a基因，基因型為Aa，生物的性狀也不會發生改變，真核生物染色體上的基因存在非編碼區，如果基因突變發生在非編碼區，也不會影響生物的性狀．
（3）藍花雌株基因型為Aabb和AAbb，紫花基因為AaBB、AABB、AaBb和AABb，F₁植株中三種花色都出現，產生了白花，其基因型為aabb、aaBB和aaBb，因此親本紫花雄株基因型為AaBb，藍花雌株基因型為Aabb．F₁植株中純合子基因型有AAbb和aabb，且比例為1：1，因此開白花的占$\frac{1}{2}$．F₁中的藍花植株基因型為AAbb和Aabb，且比例為1：2，由于Aa形成配子時等位基因會分離，在F₂中出現部分白花植株．
（4）如果選擇X^dY^D做父本，X^dX^d做母本，則后代中寬葉植株均為雄株，窄葉植株均為雌株；或者選X^DY^d做父本，X^dX^d做母本，則后代中窄葉植株均為雄株，寬葉植株均為雌株．遺傳圖解如圖所示．

（5）雜交育種的原理是基因重組．
故答案為：
（1）細胞核  核糖體
（2）2  該植物控制藍花性狀的基因型為AAbb，只有一條染色體上的A基因突變為a基因；或這種氨基酸可以由多種密碼子決定；或發生在非編碼區域
（3）AaBb    $\frac{1}{2}$   F1形成配子時等位基因分離
（4）

點評 本題的知識點是基因突變的概念和基因突變對生物性狀的影響，基因與性狀之間的關系，基因自由組合定律的實質，性別決定和伴性遺傳，旨在考查學生理解所學知識的要點，把握知識的內在聯系，形成知識網絡，并應用所學知識結合題干信息進行推理、綜合解答問題，學會應用遺傳圖解解決遺傳問題．