Question

以一个有正常叶舌的小麦纯系种子为材料，进行辐射处理。处理后将种子单独隔离种植，发现其中有两株(甲、乙)的后代分离出无叶舌突变株，且正常株与突变株的分离比例均接近3∶1，这些叶舌突变型都能真实遗传。请回答：

（1）辐射处理正常叶舌的小麦纯系种子，其后代分离出无叶舌突变株，该育种方式是____________。该过程需要用到大量的种子，其原因是基因突变具有__________和低频性。甲和乙的后代均出现3∶1的分离比，表明辐射处理最可能导致甲、乙中各有_______（填“一”“二”或“多”）个基因发生突变。

（2）无叶舌突变基因在表达时，与基因启动部位结合的酶是______________。如图是正常叶舌基因中的部分碱基序列，其编码的蛋白质中部分氨基酸序列为“……甲硫氨酸—丝氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—酪氨酸……”（甲硫氨酸的密码子是AUG，丝氨酸的密码子是UCU、UCC、UCA、UCG，酪氨酸的密码子是UAC、UAU，终止密码子是UAA、UAG、UGA）。研究发现，某突变株的形成是由于该片段方框2处的C∥G替换成了A∥T，结果导致基因表达时________。

（3）将甲株的后代种植在一起，让其随机传粉，只收获正常株上所结的种子，若每株的授粉率和结籽率相同，则其中无叶舌突变类型的比例为___________。

（4）现要研究甲、乙两株叶舌突变是发生在一对基因上，还是分别发生在独立遗传的两对基因上，可选甲、乙后代的无叶舌突变株进行单株杂交，统计F1的表现型及比例进行判断：①若___________________________________，则甲乙两株叶舌突变是发生在一对基因上；②若___________________________________，则甲乙两株叶舌突变是发生在两对基因上。

Answer

诱变育种 不定向性 一 RNA聚合酶 提早出现终止密码子（翻译提前终止等其他类似叙述亦可） 1/6 F1全为无叶舌突变株 F1全为正常叶舌植株

【解析】

根据题意分析可知：自交的性状分离比例均为3：1，说明符合一对等位基因的分离定律，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有一个基因发生突变。

用两种类型的无叶舌突变株杂交，若甲乙两株叶舌突变是发生在同一对基因上，则杂交后代应为纯合体，后代全为无叶舌突变株；若甲乙两株叶舌突变是发生在两对基因上则杂交后代应为杂合体，后代全为正常植株。

（1）辐射处理正常叶舌的小麦纯系种子，其后代分离出无叶舌突变株，该育种方式是诱变育种。该过程需要用到大量的种子，其原因是基因突变具有多方向性和稀有性。自交的性状分离比例均为3：1，说明符合一对等位基因的分离定律，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有一个基因发生突变。

（2）无叶舌突变基因在表达时，与基因启动部位结合的酶是RNA聚合酶。由分析可知，1处碱基对C//G替换成了A//T，密码子由UCC变成UCU，编码的氨基酸序列不发生改变，2处碱基对C//G替换成了A/T，则转录后密码子由UAC变成UAA，UAA是终止密码子，翻译会提前结束。

（3）甲植株后代的基因型是AA:Aa:aa=1：2：1，正常植株产生的卵细胞的基因型及比例是A:a=2：1，所授花粉的基因型及比例是A:a=1：1，因此甲株的后代种植在一起，让其随机传粉，只收获正常株上所结的种子，若每株的授粉率和结籽率相同，则其中无叶舌突变类型的比例为aa=1/3×1/2=1/6。

（4）①如果甲乙两株叶舌突变是发生在一对基因上，则甲、乙后代中无舌叶的基因型是aa、aa，杂交后代都是aa，表现为无舌叶。

②如果甲乙两株叶舌突变是发生在两对基因上，则甲、乙后代中无舌叶的基因型是aaBB、AAbb，杂交后代的基因型是AaBb，都表现为有舌叶。