Question

（15分）某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因（用Dd、Ii、Rr表示）控制。研究发现，体细胞中r基因数多于R时，R基因的表达减弱而形成粉红花突变体。基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成（其它基因数量与染色体均正常）如图所示。

（1）正常情况下，甲图中红花植株的基因型有___________种。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，子代中表现型的比例为______________。

（2）突变体①、②、③的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内____________有关。对R与r基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，如图所示。二者编码的氨基酸在数量上相差__________个（起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子），其直接原因是____________________________。

（3）基因型为iiDdRr的花芽中，出现基因型为iiDdr的一部分细胞，其发育形成的花呈_________色，该变异是细胞分裂过程中出现__________的结果。基因型为iiDdr的突变体自交所形成的部分受精卵不能发育，其根本原因是_______。

（4）今有已知基因组成的纯种正常植株若干，请利用上述材料设计一个最简便的杂交实验，以确定iiDdRrr植株属于图乙中的哪一种突变体（假设实验过程中不存在突变与染色体互换，各型配子活力相同）。

实验步骤：让该突变体与基因型为_____的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。结果预测：I若子代中________，则其为突变体①；II若子代中_________，则其为突变体②；III若子代中_________，则其为突变体③。

Answer

（1）4 3:1或9:7（1:3或7:9）

（2）基因（R与r）的数量 4 在r的mRNA中提前出现终止密码子

（3）白 染色体数目变异或缺失 缺少发育成完整个体的部分基因

（4）答案一：iiDDRR I红：粉红为3:1 II红：粉红为5:1 III红：粉红为1:1

答案二：iiDDrr I红：粉红：白为1:1:2 II红：粉红：白为1:2:3 III红：粉红：白为1：0：1

【解析】

试题分析：

（1）由甲图可推知，红花植株的基因型为iiD_R_，白花植株的基因型可能为I_ _ _ _ _、iiD_rr、iiddR_、iiddrr；由甲、乙两图可知，粉红花突变体的基因型应为iiD_Rrr。正常情况下，甲图中红花植株的基因型有4种。某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，则该植株可能为iiDDRr或iiDdRR或iiDdRr，子代中表现型的比例为3:1或9:7。

（2）由乙图可知，突变体①②③都是含1个R和2个rr，它们的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内R、r数量有关。从R与r基因的mRNA末端序列可以看出，R的mRNA上终止密码子在第6个密码子位置，而r的mRNA上终止密码子在第2个密码子位置，所以二者编码的氨基酸在数量上相差4个，其直接原因是r的mRNA上终止密码子位置前移。

（3）由甲图可知，基因型为iiDdr的细胞能合成白色物质2，所以其发育形成的花呈白色，该变异是细胞分裂过程中出现染色体数目变异的结果。基因型为iiDdr的突变体可产生iDr、ido、idr、iDo四种配子，自交会形成缺失两条染色体的受精卵，这部分受精卵不能发育的根本原因是缺少发育成完整个体所必需的部分基因。

（4）确定iiDdRrr植株属于图乙中的哪一种突变体，可有两种方案：

方案一：让该突变体与基因型为iiDDRR的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。若是iiDDRR×突变体①，由于iiDDRR产生的配子是iDR，突变体①产生Ro、rr、Rr、ro四种配子，则子代中只有红花和粉红花，比例为3:1；若是iiDDRR×突变体②，突变体②产生2Rr、2r、1rr、1R四种配子，则子代中也只有红花和粉红花，比例为5:1；若是iiDDRR×突变体③，突变体③只产生R、rr两种配子，则子代中有红花和粉红花，比例为1:1。

方案二：让该突变体与基因型为iiDDrr的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例。I若子代中红：粉红：白为1:1:2，则其为突变体①；II若子代中红：粉红：白为1:2:3，则其为突变体②；III若子代中红：粉红：白为1：0：1，则其为突变体③。

考点：本题考查染色体变异与遗传定律的相关知识，意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系；能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理判断或得出正确结论的能力。