Question

【題目】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序列如上圖，起始密碼子均為AUG。若基因M的b鏈中箭頭所指堿基C 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，基因R 轉錄時的模板位于_____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為_________；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甲、 乙、丙中的一種，其他同源染色體數目及結構正常。現有缺失一條 2 號染色體的各種不同表現型的植株可供選擇進行雜交實驗，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：__________________。

觀察、統計后代表現性及比例。

結果預測：

若_____，則為圖甲所示的基因組成；若_____，則為圖乙所示的基因組成；若_____，則為圖丙所示的基因組成。

Answer 1

【答案】GUC UUC 4 a 1/4 4∶1 減數第一次分裂時)交叉互換 減數第二次分裂時染色體未分離 用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交（用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株雜交） 寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為1∶1（寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為3∶1） 寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為2∶1（后代全部為寬葉紅花植株） 寬葉紅花與窄葉白花植株的比例為2∶1（寬葉紅花與窄葉紅花植株的比例為2∶1）

【解析】

根據題意，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，因此基因M、m與基因H、h或基因R、r與基因H、h可自由組合。結合基因M、R編碼各自蛋白質前3個氨基酸的DNA序列圖可知，根據起始密碼子（AUG）可以判斷出基因M轉錄的模板鏈為b鏈，而基因R中轉錄的模板鏈為a鏈；據圖甲分析，圖甲突變型可產生兩種配子，MR：Mr=1:1，圖乙突變體可產生兩種配子，MR：M_（_表示缺失）=1:1，圖丙突變體產生配子為MR；現有缺失一條2號染色體的各種不同表現型的植株可供選擇進行雜交實驗，已知控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故可用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交，觀察、統計后代表現性及比例；缺失一條2號染色體的窄葉白花植株產生的配子為mr、_（_表示缺失），雜交結果如下圖；

Ⅰ．，

F1中寬葉紅花：寬葉白花=1：1；

Ⅱ．，

由于控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故最后一組個體死亡，F1中寬葉紅花：寬葉白花=2：1；

Ⅲ．，

由于控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故最后一組個體死亡，F1中寬葉紅花：窄葉白花=2：1；據此分析。

（1）因為起始密碼子是AUG，所以M基因應是以b鏈為模板鏈，如果C突變為A，那么密碼子由原來的GUC會變為UUC。正常情況下R基因在體細胞中有2個，但在分裂期進行復制后有4個，故基因R 在細胞中最多有4個。起始密碼子是AUG，故DNA上模板鏈堿基為TAC，因此基因R的模板鏈在a鏈。

（2）用基因型為MMHH和mmhh的植株為親本雜交獲得F1，F1基因型為MmHh ，這兩對基因位于非同源上，所以符合自由組合定律，F2中自交后性狀不分離的是純合子，共4種：MMHH、mmhh、MMhh、mmHH，各占F2中的1/16，故4種純合子所占F2的比例為1/16×4＝1/4。F2中寬葉高莖植株（M_H_）有四種基因型MMHH：MmHH：MMHh：MmHh=1:2:2:4，產生的配子種類和比例為MH：mH:Mh:mh=4:2:2:1，與mmhh測交，后代中寬葉高莖（M_H_）比例為4/9，窄葉矮莖（mmhh）植株的比例1/9，寬葉高莖與窄葉矮莖植株的比例為4:1。

（3）正常情況下減數第一次分裂過程中等位基因隨同源染色體的分裂而分離，如果在減數第二次分裂后期出現了Hh的基因型，最可能是減數第一次分裂前期發生了交叉互換。缺失4號染色體，出現了HH的基因型，最可能的是減數第二次分裂時染色單體分開后未分離。

（4）現有缺失一條2號染色體的各種不同表現型的植株可供選擇進行雜交實驗，已知控制某一性狀的基因都缺失時，幼胚死亡，故實驗可用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交，觀察、統計后代表現性及比例。

結果預測：

若寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為1∶1，則為圖甲所示的基因組成；

若寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為2∶1，則為圖乙所示的基因組成；

若寬葉紅花與窄葉白花植株的比例為2∶1，則為圖丙所示的基因組成。