Question

某二倍体植物宽叶（M）对窄叶（m）为显性，高茎（H）对矮茎（h）为显性，红花（R）对白花（r）为显性。基因M、m与基因R、r在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上。

（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图，起始密码子均为AUG。若基因M的b链中箭头所指碱基C突变为A，其对应的密码子由    变为    。正常情况下，基因R在细胞中最多有    个,其转录时的模板位于    （填“a”或“b”）链中。

（2）用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交获得F1，F1自交获得F2，F2中自交性状不分离植株所占的比例为    ，用隐性亲本与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎与窄叶矮茎植株的比例为    。

（3）基因型为Hh的植株减数分裂时，出现了一部分处于减数第二次分裂中期的Hh型细胞，最可能的原因是                       。缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是                           。

（4）现有一宽叶红花突变体，推测其体细胞内与该表现型相对应的基因组成为图甲、乙、丙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常。现只有各种缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，确定该突变体的基因组成是哪一种。（注：各型配子活力相同；控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡）

实验步骤：①                              ；②观察、统计后代表现性及比例

结果预测：Ⅰ.若                                      ，则为图甲所示的基因组成；

Ⅱ.若                                      ，则为图乙所示的基因组成；

Ⅲ.若                                      ，则为图丙所示的基因组成。

Answer

（1）GUC   UUC    4     a；（2）1/4       4:1；（3）减数第一次分裂时交叉互换    减数第二次分裂时染色体未分离；（4）用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植物杂交

Ⅰ 宽叶红花与宽叶白花植株的比例为1：1

Ⅱ 宽叶红花与宽叶白花植物的比例为2：1

Ⅲ 宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2：1

【解析】（1）由起始密码子（mRNA上）为AUG可知，基因M和基因R转录的模板分别为b链和a链。对M基因来说，箭头处C突变为A，对应的mRNA上的G变成U，所以密码子由GUC变成UUC；正常情况下，基因成对出现，若此植株的基因为RR，则DNA复制后，R基因最多可以有4个。（2）F1基因型为MmHh，这两对基因位于非同源染色体上，所以符合自由组合定律，F2中自交后性状不分离的是纯合子，共4种：MMHH、mmhh、MMhh mmHH，各占F2中的1/16，4种纯合子所占F2的比例为(1/16)*4=1/4；F2中宽叶高茎植株有四种基因型MMHH：MmHH：MMHh：MmHh=1：2：2：4，他们分别与mmhh测交，其中1/9MMHH× mmhh后代全为宽叶高茎1/9，2/9MmHH× mmhh后代中出现宽叶高茎占后代的1/9，2/9MMHh× mmhh后代中宽叶高茎占后代的1/9，4/9MmHh× mmhh后代中宽叶高茎占总后代的1/9、窄叶矮茎占总后代的1/9，累计后代宽叶高茎：窄叶矮茎=4:1。（3）减数第二次分裂应是姐妹染色单体的分离，而现在出现了Hh，说明最可能的原因是基因型为Hh的个体减数分裂过程联会时同源染色体的非姐妹染色单体间发生了交叉互换，形成了基因型为Hh的次级性母细胞；配子中应只能含一个基因H，且在4号只有一条染色体的情况下，说明是由于在减数第二次分裂时着丝点没有分开造成的。（4）让缺失一条2号染色体的窄叶白花植物（mr）与该突变体杂交。由于m、r位于同一条染色体上，分离时连锁，产生的配子一种为mr，另一种不含相应基因，又由于控制某一性状的基因都缺失时，幼胚死亡，后代无该性状的个体， 分别分析他们的后代表现型，可知突变体为甲时，子代中宽叶红花与宽叶白花植物为1：1；该突变体为乙时，子代中宽叶红花与宽叶白花植物的比例为2：1 ；该突变体为丙时，子代中宽叶红花与窄叶白花植物的比例为2：1。

【考点定位】基因控制蛋白质的合成、基因的自由组合规律、有丝分裂、减数分裂异常、染色体变异等。