Question

19．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，其对应的密码子将变为UUC，突变的原因是发生了碱基对的替换．正常情况下，基因R在细胞中最多有4个，其转录时的模板位于a（填“a”或“b”）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$\frac{1}{4}$；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4：1．将F₂中的宽叶高茎植株选出进行随机传粉得到F₃，F₃中出现纯合宽叶高茎植株的概率为$\frac{16}{81}$；
（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．

Answer 1

分析 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．

解答 解：（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，属于碱基对的替换．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$\frac{1}{4}$，即F₂自交后代不发生性状分离植株所占的比例为$\frac{1}{4}$；F₂中宽叶高茎植株的基因型及比例为$\frac{1}{9}$MMHH、$\frac{2}{9}$MmHH、$\frac{2}{9}$MMHh、$\frac{4}{9}$MmHh，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$\frac{4}{9}$，窄叶矮茎植株（mmhh）的比例为$\frac{1}{9}$，因此测交后代中宽叶高茎：窄叶矮茎=4：1．将F₂中的宽叶高茎植株选出进行随机传粉得到F₃，F₃中出现纯合宽叶高茎植株的概率为$\frac{4}{9}$×$\frac{4}{9}$=$\frac{16}{81}$．
（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．
故答案为：
（1）UUC   替换   4   a
（2）$\frac{1}{4}$   4：1   $\frac{16}{81}$；
（3）（减数第一次分裂时）交叉互换

点评 本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、基因自由组合定律的实质及应用、减数分裂，要求考生识记遗传信息的转录和翻译过程，能根据起始密码子判断出模板链；掌握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．