Question

19．玉米是一种雌雄同株的二倍体（2n=20）植物，玉米籽粒的颜色与细胞中的色素有关，当细胞中含有甲物质时呈紫色，含有乙物质时呈红色，无甲和乙时呈白色．与这些色素合成有关的部分酶和基因情况如下表所示（注：显性基因对隐性基因完全显性，并且在形成配子过程中不发生交叉互换），请回答问题：

色素
酶
控制酶合成的基因	A	B	D
相应的等位基因	a	b	d
基因所在的染色体	9号	10号	10号

（1）现有纯合红色玉米粒，请在图1纸中画出三对基因在染色体上可能的位置关系．（注：方框内只要画出与上述基因相关的染色体，用竖线表示染色体，黑点表示基因的位点，并标上相应的基因）．
（2）若红色的籽粒长成的某一玉米植株自交，所结籽粒的性状分离比为紫：红：白=0：3：1，则该植株的基因型为AaBBdd或AABbdd．
（3）若某一基因型为AaBbDd的玉米植株自交，所结籽粒的性状及分离比为紫色：红色：白色=6：3：7或紫色：白色=9：7．
（4）在玉米DNA中有PEPC基因（图2为该基因结构示意图，由能够编码氨基酸序列--外显子（J、L、N区段）和不编码氨基酸序列--内含子（K、M区段）间隔而构成），其编码的PEPC酶能增加气孔导度，从而增强光合速率．
①若该基因一条单链中$\frac{（G+T）}{（A+C）}$=$\frac{2}{3}$，则其互补链中$\frac{（G+T）}{（A+C）}$=$\frac{3}{2}$．
②若PEPC基因的一个碱基对被替换，使PEPC酶的第50位氨基酸由谷氨酸变成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是L（填字母）．

Answer 1

分析 根据题干可知，酶1、2、3分别受A、B、D基因控制，基因型为AB_D_为紫色，AB_dd为红色，Abb__或aa____为白色；在DNA分子中，一条链中$\frac{（G+T）}{（A+C）}$的比值与互补链中该比例互为倒数；真核生物的基因包括编码区和非编码区，其中编码区决定蛋白质的合成；在编码区中有外显子和内含子序列，只有外显子序列转录的mRNA才能作为翻译的模板链，根据分析回答．

解答 解：（1）根据表格可知，B基因和d基因都位于10号染色体中，根据分析可知，纯合的红色玉米粒基因型为AABBdd，A基因在一对同源染色体中，B和d基因在同一对同源染色体中．
（2）红色个体的基因型为AB_dd，自交后代的性状分离比为紫：红：白=0：3：1，红色：白=3：1，说明只有一对基因是杂合子，其余基因是纯合子，根据白色的基因型Abb__或aa____可知，红色个体中A基因是纯合，B基因是杂合，或者A基因杂合，B基因纯合，即该红色的籽粒的基因型为AaBBdd或AABbdd．
（3）AaBbDd的玉米植株，由于基因B和D位于一对同源染色体中，因此需要把B和D基因放在一起考虑．Aa自交后代出现A_：aa=3：1；若B和D在同一条染色体中，b和d在另一条染色体中，则BbDd自交后代出现：B_D_：bbdd=3：1；若B和d在同一条染色体中，b和D在另一条染色体中时，则BbDd自交后代出现1BBdd：2BbDd：1bbDD．当B和D在同一条染色体中，b和d在另一条染色体中时，AaBbDd的玉米植株自交后代出现紫色（A_B_D_）的概率为$\frac{3}{4}×\frac{3}{4}=\frac{9}{16}$，基因型为A_bbdd和aaB_D_、aabbdd都是白色，概率为$\frac{7}{16}$，因此紫色：白色等于9：7；当B和d在同一条染色体中，b和D在另一条染色体中时，AaBbDd的玉米植株自交后代出现紫色（A_B_D_）的概率为$\frac{3}{4}×\frac{2}{4}=\frac{6}{16}$，出现红色（A_BBdd）的概率为$\frac{3}{4}×\frac{1}{4}=\frac{3}{16}$，出现白色（A_bbDD和aa____）的概率为：$\frac{3}{4}×\frac{1}{4}+\frac{1}{4}=\frac{7}{16}$，因此后代出现紫色：红色：白色=6：3：7．
（4）①在DNA分子中，一条链中的A=互补链中的T，同理一条链中的T、G、C分别与互补链中的A、C、G相等，即一条链中的$\frac{（G+T）}{（A+C）}$与互补链中该比例互为倒数，即为$\frac{3}{2}$．
②真核生物的编码区控制蛋白质合成，在编码区中有外显子（J、L、N）和内含子（K、M），内含子转录的序列再加工时切除，同时氨基酸个数：模板链中碱基数=1：3，第50为氨基酸对应模板链中第147-150个碱基，因此位于L段．
故答案为：
（1）
（2）AaBBdd或AABbdd  
（3）紫色：红色：白色=6：3：7  紫色：白色=9：7   
（4）①$\frac{3}{2}$   ②L

点评 本题主要考查基因自由组合定律的应用、DNA分子结构和基因表达和获取信息的能力，很综合，难度较大；同时在计算时，注意不能思维定势，注意题中B和D基因位于一对同源染色体中，否则第（3）问就不能回答正确．