Question

某二倍体植物为两性花，进行自花传粉，其宽叶（M）对窄叶（m）为显性，红花（R）对白花（r）为显性，这两对基因都在2号染色体上。请回答：

（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如上图，起始密码子均为AUG。基因R转录时的模板位于________（填“a”或“b”）链中，若b链中箭头所指碱基T突变为A，其对应的密码子将由________突变为________。已知突变前后编码的氨基酸均为亮氨酸，原因是_______________________________。

（2）tRNA^Leu是亮氨酸的转运RNA，其在细胞中是以_______________________为模板合成的。tRNA^Leu在翻译过程中既能携带亮氨酸，又能______________________。

（3）基因M、m和基因R、r的遗传遵循孟德尔的______________定律。现有基因型为MMRR和mmrr的植株进行杂交得F₁，F₁自交得F₂。若F₂中有2种表现型，则其表现型及其比例为_______________________________；若F₂中有4种表现型，则其变异的来源最可能是________________。

Answer

b CUA CUU 密码子具有简并性（亮氨酸具有多个密码子） DNA的一条链 识别mRNA上亮氨酸的密码子 分离 宽叶红花︰窄叶白花＝3︰1 基因重组（交叉互换）

【解析】

基因M、m与基因R、r在2号染色体上，则这两对基因表现为连锁遗传(不符合基因自由组合定律)；图示为基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列，根据起始密码子（AUG）可以判断出基因M转录的模板链为a链，而基因R转录的模板链为b链，据此答题。

（1）根据上述分析可知，基因R转录时的模板位于b链中，且由右侧向左侧转录，若b链中箭头所指碱基T突变为A，则基因的模板链由GAT→GAA，因此其转录形成的密码子由CUA→CUU。由于密码子具有简并性（亮氨酸具有多个密码子），故突变前后编码的氨基酸均为亮氨酸。

（2）tRNALeu是亮氨酸的转运RNA，其在细胞中是以DNA的一条链为模板合成的。tRNALeu在翻译过程中既能携带亮氨酸，其反密码子又能识别mRNA上亮氨酸的密码子。

（3）基因M、m和基因R、r都在2号染色体上，表现为连锁现象，故基因M、m和基因R、r的遗传遵循孟德尔的分离定律。基因型为MMRR和mmrr的植株进行杂交得F1（MmRr），根据亲本基因型可知，M和R连锁，m和r连锁，不考虑交叉互换，MmRr 产生MR和mr两种数量相等的配子，故F1自交得F2，1MMRR和2MmRr表现为宽叶红花，1mmrr表现为窄叶白花，即宽叶红花︰窄叶白花＝3︰1。若F2中有4种表现型，则说明F1（MmRr）产生了四种配子，故其变异的来源最可能是减数第一次分裂前期同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换。