Question

15．某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因（用Ii、Aa、Bb表示）控制．研究发现，体细胞中b基因数多于B时，B基因的表达减弱而形成粉红花突变体．基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成（其它基因数量与染色体均正常）如图甲乙所示．请分析并回答：

（1）正常情况下，甲图示意的红花植株基因型有4种．
（2）突变体①、②、③的花色相同，这说明花色色素的合成量与体细胞内基因（B与b）的数量_有关．对B与b基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异（如下所示）．
B基因的mRNBN：-ACGUACGAUAGUGGCUGA
b基因的mRNA-ACGUAGGAUAGUGGCUGA
二者编码的氨基酸在数量上相差4个（起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子），其根本原因是B基因和b基因的脱氧核苷酸对（碱基对）的排列顺序不同．
（3）欲确定iiAaBbb植株属于图乙中的哪种突变体，设计实验如下．
假设：图乙所示的染色体上不携带I与i、A与a基因；实验过程中不存在基因突变与交叉互换；各型配子活力相同．
实验步骤：
让该突变体植株与基因型为iiAAbb的植株杂交，观察并统计子代表现型及比例．
预测结果：
Ⅰ．若子代表现型及比例为 红：粉红：白 为 1：1：2，则该突变体植株属于突变体①类型；
Ⅱ．若子代表现型及比例为红：粉红：白为1：2：3，则该突变体植株属于突变体②类型；
Ⅲ．若子代表现型及比例为红：白为1：1，则该突变体植株属于突变体③类型．
（4）现有两个纯合的某作物品种：抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种．已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少．
回答下列问题：
①在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有矮杆抗病优良性状的新品种．杂交育种前，为了确定F₂代的种植规模，需要正确预测杂交结果．若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是高杆与矮杆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对性状的基因位于细胞核的非同源染色体上．
②为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验．请简要写出该测交实验的过程．

Answer 1

分析 分析甲图：由于I抑制D的表达，所以红花植株的基因组成为iiD_-R_-．
分析乙图：突变体①和突变体③是染色体结构发生变异，突变体②是染色体数目发生变异．突变体①减数分裂可产生R、rr、Rr、r四种配子，比例为1：1：1：1；突变体②减数分裂可产生R、Rr、rr、r四种配子，比例为1：2：1：2；突变体③减数分裂可产生R、rr两种配子，比例为1：1．

解答 解：（1）正常情况下，图1中红花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiDAaBb共4种．
（2）根据题意和图2分析可知：由于突变体①、②、③中都含有3个B或b基因，表现的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内基因B与b的数量有关．对B与b基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，图3中的第6个碱基在B的mRNA上为C，而在b的mRNA上为G；又UAG为终止密码子．说明在b的mRNA中提前出现终止密码子，导致二者编码的氨基酸在数量上相差4个．其根本原因是B基因和b基因的脱氧核苷酸对（碱基对）的排列顺序不同．
（3）由于iiAaBbb植株中多了一个b基因，又体细胞中b基因数多于B时，B基因的表达减弱而形成粉红花突变体．因此用iiAaBbb植株与基因型为iiAAbb的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例．如果子代中红：粉红：白为1：1：2，则其为突变体①；如果子代中红：粉红：白为1：2：3，则其为突变体②；如果子代中红：白为1：1，则其为突变体③．
（4）①孟德尔遗传定律包括基因分离定律和基因自由组合定律，其中符合分离定律的性状是由一对等位基因控制的，符合自由组合定律的性状要位于不同对的同源染色体上．
②测交是指用杂合子和隐性纯合子杂交，而题干无杂合子，故应先杂交得到杂合子，然后再进行测交实验．
故答案为：
（1）4
（2）基因（B与b）的数量    4      脱氧核苷酸对（碱基对）的排列顺序
（3）Ⅱ．红：粉红：白为1：2：3
Ⅲ．红：白为1：1
（4）①高杆与矮杆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律； 控制这两对性状的基因位于细胞核的非同源染色体上．
②将纯合高杆抗病与矮杆感病杂交，产生F₁，让F₁与矮杆感病杂交．

点评 本题考查基因自由组合定律和基因与性状关系的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．