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序列如上图，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，其对应的密码子将由_____________变为_____。正常情况下，基因R在细胞中最多有_____个，基因R转录时的模板位于_____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，最可能的原因是减数第一次分裂时发生了_____________（填现象）。

（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。现有缺失一条2号染色体的各种不同表现型的植株可供选择进行杂交实验，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：用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交，观察、统计后代表现性及比例。

结果预测：若宽叶红花与宽叶白花植株的比例为_____，则为图甲所示的基因组成，若宽叶红花与宽叶白花植株的比例为_____，则为图乙所示的基因组成。若宽叶红花与窄叶白花植株的比例为_____，则为图丙所示的基因组成。

Answer

GUC UUC 4 a 1/4 4：1 交叉互换 1：1 2：1 2：1

【解析】

分析题文：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；基因H、h在4号染色体上，因此基因M、m与基因H、h或基因R、r与基因H、h可自由组合。分析题图：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b链，而基因R中转录的模板链为a链。

（1）由以上分析可知，基因M中b链为转录的模板链，若b链中箭头所指的碱基C突变为A，则基因由CAG→AAG，因此其转录形成的密码子由GUC→UUC；正常情况下，基因R有2个，经过复制后数量最多，即有4个；由以上分析可知，基因R转录时的模板位于a链中。

（2）基因M、m在2号染色体上，基因H、h在4号染色体上，因此基因M、m与基因H、h可自由组合。用基因型为MMHH和mmhh的植株为亲本杂交得F1（MmHh），F1自交得F2，F2中纯合子所占的比例为1/4，即F2自交后代不发生性状分离植株所占的比例为1/4；F2中宽叶高茎植株的基因型及比例为1/9MMHH、2/9MmHH、2/9MMHh、4/9MmHh，用隐性亲本（mmhh）与F2中宽叶高茎植株测交，后代中宽叶高茎（M_H_）所占的比例为1/9+2/9×1/2+2/9×1/2+4/9×1/2×1/2＝4/9，窄叶矮茎植株（mmhh）的比例为4/9×1/2×1/2＝1/9，因此测交后代中宽叶高茎：窄叶矮茎=4：1。

（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，减数第一次分裂四分体时期发生了交叉互换。

（4）选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株（moro）与该宽叶红花突变体进行杂交。

若为图甲所示的基因组成，即MMRr与moro杂交，后代为MmRr、MORO、MOro、Mmrr，宽叶红花：宽叶白花=1：1；

若为图乙所示的基因组成，即MMRo与moro杂交，后代为MmRr、MoRo、Mmro、Mooo（幼胚死亡），宽叶红花：宽叶白花=2：1；

若为图丙所示的基因组成，即MoRo与moro，后代为MmRr、MoRo、moro、oooo（幼胚死亡），宽叶红花：窄叶白花=2：1。