Question

5．豌豆（2n=14）的圆粒（R）和皱粒（r）是一对相对性状．圆粒豌豆淀粉含量高，皱粒豌豆淀粉含量低，蔗糖含量高．请回答以下问题．
（1）形成基因R和r的根本原因是发生了基因突变．研究豌豆的基因组应测定7条染色体上的DNA碱基序列．
（2）现以高茎圆粒（DDRR）和矮茎皱粒（ddrr）豌豆为亲本进行杂交，F₁再自交产生F₂，F₂中的重组类型占$\frac{3}{8}$（用分数表示）．欲得到植株高、味道甜并能稳定遗传的豌豆，符合上述要求的豌豆的基因型是DDrr．在生产中，能明显缩短育种年限的育种方法是单倍体育种．
（3）以某品系的杂种高茎豌豆作为亲本连续自交两代，并每次只保留自交后代中的高茎豌豆，则F₂中高茎（D）基因的频率为80%．
（4）如图甲、乙表示基因R中遗传信息传递的两个过程，丙为其中部分片段的放大示意图．

甲、乙两图中能表示基因R表达过程的是乙．甲图与丙图从碱基配对方式角度分析，最显著的区别是前者A与T配对，而后者是A与U配对．
（5）在一块圆粒（RR）豌豆田中，发现了一株皱粒豌豆．请设计实验方案探究该性状出现的可能原因．（简要写出所用方法、结果和结论）将皱粒豌豆与圆粒豌豆杂交，如果子一代为圆粒，子二代圆粒：皱粒=3：1（或出现性状分离），则皱粒性状是基因突变造成的，否则皱粒性状是环境引起的．或皱粒豌豆与圆粒豌豆种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则皱粒性状是环境引起的，否则皱粒性状是基因突变的结果．

Answer 1

分析 1、基因分离定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合；按照分离定律的实质，基因型为DdRr的个体产生的配子的类型及比例是DR：Dr：dR：dr=1：1：1：1，自交后代的基因型及比例是D_R_：D_rr：ddR_：ddrr=9：3：3：1．
2、分析题图可知，甲是DNA分子复制过程，乙是转录过程，丙存在A、U碱基对和T、A碱基对，T所在的单链是DNA链，U所在的单链是RNA链．

解答 解：（1）R和r是等位基因，等位基因产生的原因是基因突变；由于豌豆是雌雄同体，无性染色体，因此研究豌豆的基因组应测定一个染色体组的染色体上的DNA序列，又知豌豆的染色体组型是2n=14，一个染色体组的染色体数目是7．
（2）高茎圆粒（DDRR）和矮茎皱粒（ddrr）豌豆为亲本进行杂交，F₁再自交产生F₂，F₂中基因型及比例是D_R_：D_rr：ddR_：ddrr=9：3：3：1，其中D_rr、ddR_是重组类型，占$\frac{3}{8}$；植株高、味道甜的植株的基因型是D_rr，其中DDrr、能稳定遗传，是纯合子；由于子二代中存在杂合子，自交后代会发生性状分离，因此要获得符合要求的品种需要进行连续自交，直至不发生性状分离，育种周期长，通过单倍体育种能明显缩短育种年限．
（3）杂合高茎豌豆的基因型是Dd，连续自交2次得到子二代的基因型及比例是DD：Dd：dd=3：2：3，除去矮茎豌豆dd，高茎豌豆的基因型及比例是DD：Dd=3：2，因此高茎豌豆中D的基因频率是D=60%+40%÷2=80%．
（4）基因表达的过程包括转录和翻译过程，甲是DNA分子复制，乙是转录，乙属于基因表达过程；由题图可知，甲是DNA复制，遵循的碱基互补配对原则是A与T配对、T与A配对、G与C配对、C与G配对，丙图中A与U配对、T与A配对、G与C配对、C与G配对，甲图与丙图从碱基配对方式角度分析，最显著的区别是前者A与T配对，而后者是A与U配对．
（5）由题意知，圆粒豌豆的基因型是RR，皱粒豌豆的出现可能是基因突变，也可能是环境引起的变异，基因突变是可遗传变异，单纯环境改变引起的是不遗传变异，如果是基因突变引起，该皱粒豌豆的基因型是rr，与圆粒豌豆杂交，子一代的基因型是Rr，自交后代的表现型及比例是圆粒：皱粒=3：1；也可能皱粒豌豆与圆粒豌豆种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则皱粒性状是环境引起的，否则皱粒性状是基因突变的结果．
故答案为：
（1）基因突变     7
（2）3/8       DDrr    单倍体育种
（3）80%
（4）乙       前者A与T配对，而后者是A与U配对
（5）将皱粒豌豆与圆粒豌豆杂交，如果子一代为圆粒，子二代圆粒：皱粒=3：1（或出现性状分离），则皱粒性状是基因突变造成的，否则皱粒性状是环境引起的．或皱粒豌豆与圆粒豌豆种植在相同环境条件下，如果两者未出现明显差异，则皱粒性状是环境引起的，否则皱粒性状是基因突变的结果．（2分）

点评 本题要求考生理解DNA、RNA在组成成分上的差异，DNA分子的复制、转录和翻译过程的异同点，基因表达的概念，基因分离定律和自由组合定律的实质，把握知识的内在联系，想知识网络，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题，并应用演绎推理的方法设计遗传实验判断变异类型．