Question

19．豌豆（2n=14）是嚴格自花傳粉植物．矮莖、白花和皺粒均為隱性突變性狀，相關基因及其染色體關系如表所示，請分析回答問題：

性狀	野生/突變性狀	相關基因	基因所在染色體
種子形狀	圓粒/皺粒	R/r	Ⅴ
莖節長度	高莖/矮莖	L/l	Ⅲ
花的顏色	紅花/白花	A/a	Ⅱ

（1）R基因能通過控制淀粉分支酶促進葡萄糖、蔗糖等合成淀粉，種子形狀為圓粒，因此新鮮的皺粒豌豆（圓粒豌豆/皺粒豌豆）口感更甜．本實例中，R基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制性狀．
（2）隱性突變基因1有三種類型（1₁、1₂、1₃），它們的表達產物與L基因的表達產物區別在于：
l₁：第229位，丙氨酸→蘇氨酸
l₂：第229位，丙氨酸→蘇氨酸；缺少第376位以后的氨基酸
l₃：第276位，組氨酸→絡氨酸
1₁、1₂、1₃基因在突變過程中均發生過堿基對的替換，其中，1₂可能突變自上述基因中的l₁．1₂第376位以后無氨基酸，最可能的原因是基因突變導致mRNA上出現終止密碼子．
（3）野生型豌豆與矮莖、白花、皺粒豌豆雜交，子二代中表現型共有8種，其中雜合植株占$\frac{1}{8}$；若去除子二代的矮莖植株，子二代中L的基因頻率為$\frac{2}{3}$．
（4）赤霉素具有促進節間伸長的作用，豌豆植株矮化的原因可能是由于1基因不能控制合成赤霉素造成的，相關實驗設計如下：
①剪取等量高莖和矮莖豌豆植株的莖節，提取并測量莖節中赤霉素的含量．若矮莖豌豆莖節中不含赤霉素或赤霉素含量低，說明上述推測合理．
②單獨種植矮莖豌豆，幼苗期一半（甲）定期噴灑適量的赤霉素，一半（乙）不做處理．成株后測量平均株高．若甲的平均株高大于乙的平均株高，說明上述推測合理．

Answer 1

分析 根據題意和圖示分析可知：豌豆種子形狀、莖節長度和花的顏色的相關基因分別位于Ⅴ、Ⅲ、Ⅱ染色體上，說明遵循基因的自由組合定律．基因對性狀的控制：
（1）通過控制酶的結構來控制代謝這程，從而控制生物的性狀．
（2）通過控制蛋白質的分子結構來直接影響性狀．

解答 解：（1）由于R基因能通過控制淀粉分支酶促進葡萄糖、蔗糖等合成淀粉，種子形狀為圓粒，因此新鮮的皺粒豌豆中葡萄糖、蔗糖含量較多，口感更甜．本實例中，R基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制性狀．
（2）基因突變是基因結構的改變，包括堿基對的增添、缺失或替換．根據隱性突變基因1三種類型的表達產物與L基因的表達產物區別，可判斷1₁、1₂、1₃基因在突變過程中均發生過堿基對的替換．其中，l₂：第229位，丙氨酸→蘇氨酸；缺少第376位以后的氨基酸，所以1₂可能突變自上述基因中的l₁．1₂第376位以后無氨基酸，最可能的原因是基因突變導致mRNA上出現了終止密碼子．
（3）由于野生型豌豆與矮莖、白花、皺粒豌豆雜交，共含3對相對性狀，所以子二代中表現型共有2×2×2=8種，其中雜合植株占$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．若去除子二代的矮莖植株，子二代中L的基因頻率為$\frac{2}{3}$．
（4）赤霉素具有促進節間伸長的作用，豌豆植株矮化的原因可能是由于1基因不能控制合成赤霉素造成的，相關實驗設計如下：
①剪取等量高莖和矮莖豌豆植株的莖節，提取并測量莖節中赤霉素的含量．若矮莖豌豆莖節中不含赤霉素或赤霉素含量低，說明上述推測合理．
②單獨種植矮莖豌豆，幼苗期一半（甲）定期噴灑適量的赤霉素，一半（乙）不做處理．成株后測量平均株高．若甲的平均株高大于乙的平均株高，說明上述推測合理．
故答案為：
（1）皺粒豌豆  代謝
（2）替換      l₁     終止密碼子
（3）8       $\frac{1}{8}$      $\frac{2}{3}$
（4）不含赤霉素或赤霉素含量低     甲的平均株高大于乙的平均株高

點評 本題考查基因自由組合定律和基因突變、植物激素的相關知識，意在考查學生的圖表分析能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．