Question

7．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．

组合	亲本表现型	F1表现型和植株数目
		红花	白花
Ⅰ	红花×白花	503	497
Ⅱ	红花×白花	928	1

（1）基因M、R编码各自蛋白质前3个氨基酸的DNA序列如图1，起始密码子均为AUG．正常情况下，基因M在细胞中最多有4个，其转录时的模板位于b（填“a”或“b”）链中．若基因R的b链中箭头所指碱基对T-A突变为A-T，其对应的密码子由UAG变为UUG．
（2）某同学用红花和白花进行了两组杂交实验如上表格1．该实验的目的是测定亲本中红花（填性状）个体的基因型，此类杂交实验在遗传学上称为测交．组合Ⅱ的F₁中，出现一株白花的原因最可能是基因突变．
（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交叉互换．缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是减数第二次分裂时染色体未分离．
（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2甲、乙中的一种，其他同源染色体数目及结构正常．现利用缺失一条染色体的植株可供选择，请设计一步杂交实验，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，不考虑交叉互换和基因突变）
实验步骤：①用该突变体与缺失一条2号染色体的窄叶白花植株杂交；
②观察、统计后代表现型及比例．
结果预测：Ⅰ．若宽叶红花与宽叶白花植物的比例为2：1，则为图甲所示的基因组成；
Ⅱ．若宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2：1，则为图乙所示的基因组成．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：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．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．

解答 解：（1）正常情况下，基因M有2个，经过复制后数量最多，即有4个；根据起始密码子（AUG）可以判断，基因M转录时的模板位于b链中．根据分析可知，基因R中转录的模板链为a链．若基因R的b链中箭头所指碱基对T-A突变为A-T，其对应的密码子由UAG突变为UUG．
（2）根据题意和图表分析可知：组合Ⅰ红花×白花的后代为1：1，而组合Ⅱ红花×白花的后代几乎都是红花，说明红花是显性性状．因此，该实验的目的是测定亲本中红花个体的基因型，此类杂交实验在遗传学上称为测交．组合Ⅱ的F₁中，出现一株白花的原因最可能是基因突变．
（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．缺失一条4号染色体的高茎植株减数分裂时，偶然出现一个HH型配子，最可能的原因是减数第二次分裂时染色体未分离，移向了细胞的同一极．
（4）检测植株的基因组成最简便的方法为自交，但是题干要求为杂交，故应选用测交方法来进行检测．
①选择缺失一条2号染色体的窄叶白花植株进行杂交．
②结果如下：
Ⅰ．，F₁中宽叶红花：宽叶白花=2：1；
Ⅱ．，F₁中宽叶红花：窄叶白花=2：1．
故答案为：
（1）4      b     UAG     UUG          
（2）红花     测交     基因突变
（3）减数第一次分裂时交叉互换    减数第二次分裂时染色体未分离
（4）缺失一条2号染色体的窄叶白花
 宽叶红花与宽叶白花植物的比例为2：1
宽叶红花与窄叶白花植株的比例为2：1

点评 本题结合图解，考查基因的分离定律和基因自由组合定律的实质及应用、减数分裂，要求考生掌握基因分离定律和基因自由组合定律的实质，能运用逐对分析法计算相关概率；识记减数分裂不同时期的特点，有一定难度．