Question

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一．请分析回答下列有关遗传学问题：

（1）某玉米品种2号染色体上的基因S、s控制一对相对性状，基因S在编码蛋白质时，控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图1所示．已知起始密码子为AUG或GUG。

①如果进行玉米的基因组测序，需要检测__________条染色体的DNA序列。

②基因S发生转录时，作为模板链的是图1中的__________链．若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失，则该处对应的密码子将改变为___________。

（2）玉米的高杆易倒伏（H）对矮秆抗倒伏（h）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上．上图2表示利用品种甲（HHRR）和乙（hhrr）通过三种育种方法（Ⅰ～Ⅲ）培育优良品种（hhRR）的过程。

①利用方法Ⅰ培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为__________，这种植株由于__________，须经诱导染色体加倍后才能用于生产实践．图2所示的三种方法（Ⅰ～Ⅲ）中，最难获得优良品种（hhRR）的是方法__________，其原因是______________________________。

②用方法Ⅱ培育优良品种时，先将基因型为HhRr的植株自交获得子代（F₂），F₂代植株中自交会发生性状分离的基因型共有_____种，这些植株在全部 F₂代中的比例为___________________．若将F₂代的全部高秆抗病植株去除雄蕊，用F₂代矮秆抗病植株的花粉随机授粉，则杂交所得子代中的纯合矮秆抗病植株占_________。

Answer

10 b GUU 花药离体培养 长势弱小而且高度不育 Ⅲ 基因突变频率很低而且是不定向的 5 3/4 4/27

【解析】

根据题意和图示分析可知：图1中，因为起始密码子为AUG或GUG，故其对应的模板链碱基为TAC或CAC，因为b链中有TAC序列，故为模板链。图2中，Ⅰ为单倍体育种，利用该方法工培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为花药离体培养；Ⅱ为杂交育种，Ⅲ为诱变育种，这种方法最难获得优良品种（hhRR）,因基因突变频率很低而且是不定向的。

(1)①因为玉米雌雄同体，细胞内没有性染色体，所以进行玉米的基因组测序，只需要检测10条染色体的DNA序列。

②因为起始密码子为AUG或GUG，故其对应的模板链碱基为TAC或CAC，因为b链中有TAC序列，故为模板链；若基因S的b链中箭头所指处原碱基序列为CAG，若碱基对G/C缺失，则碱基序列为CAA，故该处对应的密码子将由GUC改变为GUU。

(2)①据图示可知，Ⅰ为单倍体育种，利用该方法工培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为花药离体培养，不过获得的单倍体长势弱小而且高度不育，须经诱导染色体加倍后才能用于生产实践；Ⅲ为诱变育种，这种方法最难获得优良品种（hhRR）,因基因突变频率很低而且是不定向的。

②将基因型为HhRr的植株自交获得子代（F2）, F2代植株中自交后代基因型共有9种，其中纯合体为4种，杂合体即发生性状分离的基因型为5种；因为纯合体共占1/4，故这些植株在全部F2代中的比例为1-1/4=3/4；若将F2代的全部高秆抗病植株基因型为H_R_，矮秆抗病植株基因型为hhr_。其中RR占1/3，Rr占2/3。则R的频率为2/3，r的频率为1/3。随机授粉所得RR占2/3×2/3=4/9，故后代中纯合矮秆抗病植株hhRR概率为4/27。