Question

17．对正常绿叶的小麦纯系种子进行辐射处理，处理后将种子单独隔离种植，从其中两株正常绿叶（甲、乙）的后代中分离出了花斑叶的突变株．回答下列问题：
（1）辐射处理时，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，从而引起基因结构的改变，叫做基因突变．人工诱变时往往需要处理大量种子，才能选出人们需要的新类型，原因是基因突变具有不定向性和低频性．
（2）若该辐射处理导致甲的单个基因发生突变，甲自交的子一代会出现3：1的分离比．若将甲株子一代中的正常绿叶植株再进行自交，子二代中花斑叶植株的比例是$\frac{1}{6}$．
（3）若要研究甲、乙两株的单个基因突变是发生在同一对基因上，还是分别发生在独立遗传的两对基因上，可利用甲、乙后代的突变植株进行实验．请写出实验思路：将甲、乙后代的突变植株进行杂交，统计F₁代的表现型及比例；并预测实验结果和结论：若F₁代全为花斑叶植株，则突变发生在同一对基因上；若F₁代全为正常叶植株，则突变分别发生在独立遗传的两对基因上．

Answer 1

分析 诱变育种的原理是基因突变．对正常绿叶的小麦纯系种子进行辐射处理，会导致DNA分子中发生基因突变．由于从其中两株正常绿叶（甲、乙）的后代中分离出了花斑叶的突变株，说明正常绿叶是显性，花斑叶是隐性．
用两种类型的花斑叶突变株杂交，若甲乙两株花斑叶突变是发生在同一对基因上，则杂交后代应为纯合体，后代全为花斑叶突变株；若甲乙两株花斑叶突变是发生在两对基因上则杂交后代应为杂合体，后代全为正常植株．

解答 解：（1）辐射处理正常绿叶的小麦纯系种子时，DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，从而引起基因结构的改变，叫做基因突变．由于基因突变具有不定向性和低频性，所以人工诱变时往往需要处理大量种子，才能选出人们需要的新类型．
（2）若该辐射处理导致甲的单个基因发生突变，说明其相当于杂合体，正常绿叶甲的后代中分离出了花斑叶的突变株，说明发生了隐性突变，所以甲自交的子一代会出现3：1的分离比．甲植株后代的基因型是AA：Aa：aa=1：2：1，所以若将甲株子一代中的正常绿叶植株再进行自交，子二代中花斑叶植株的比例是$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{6}$．
（3）若要研究甲、乙两株的单个基因突变是发生在同一对基因上，还是分别发生在独立遗传的两对基因上，可利用甲、乙后代的突变植株进行实验．具体实验思路为：将甲、乙后代的突变植株进行杂交，统计F₁代的表现型及比例；若F₁代全为花斑叶植株，则突变发生在同一对基因上，即a₁a₁×a₁a₁；若F₁代全为正常叶植株，则突变分别发生在独立遗传的两对基因上，即a₁a₁BB×AAb₁b₁．
故答案为：
（1）碱基对的替换、增添和缺失     基因突变具有不定向性和低频性
（2）3：1             $\frac{1}{6}$
（3）将甲、乙后代的突变植株进行单株杂交，统计F₁代的表现型及比例               若F₁代全为花斑叶植株，则突变发生在同一对基因上；若F₁代全为正常叶植株，则突变分别发生在独立遗传的两对基因上

点评 本题的知识点是基因突变的概念、特点及诱变育种，基因分离定律和自由组合定律的实质，旨在考查学生理解所学知识的要点，应用相关知识结合题干信息进行推理解答问题，学会应用演绎推理的方法完善实验步骤、预期结果、获取结论．