Question

某二倍體植物寬葉(M)對窄葉(m)為顯性,高莖(H)對矮莖(h)為顯性,紅花(R)對白花(r)為顯性。基因M、m與基因R、r在2號染色體上,基因H、h在4號染色體上。

(1)基因M、R編碼各自蛋白質(zhì)前3個氨基酸的DNA序列如圖,起始密碼子均為AUG。若基因M的b鏈中箭頭所指堿基C突變?yōu)锳,其對應的密碼子將由 變?yōu)? 。正常情況下,基因R在細胞中最多有 個,其轉(zhuǎn)錄時的模板位于 (填“a”或“b”)鏈中。

(2)用基因型為MMHH和mmhh的植株為親本雜交獲得F1,F1自交獲得F2,F2中自交性狀不分離植株所占的比例為 ,用隱性親本與F2中寬葉高莖植株測交,后代中寬葉高莖與窄葉矮莖植株的比例為 。

(3)基因型為Hh的植株減數(shù)分裂時,出現(xiàn)了一部分處于減數(shù)第二次分裂中期的Hh型細胞,最可能的原因是 。缺失一條4號染色體的高莖植株減數(shù)分裂時,偶然出現(xiàn)一個HH型配子,最可能的原因是   。

(4)現(xiàn)有一寬葉紅花突變體,推測其體細胞內(nèi)與該表現(xiàn)型相對應的基因組成為圖甲、乙、丙中的一種,其他同源染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)正�！，F(xiàn)只有各種缺失一條染色體的植株可供選擇,請設(shè)計一步雜交實驗,確定該突變體的基因組成是哪一種。(注:各型配子活力相同;控制某一性狀的基因都缺失時,幼胚死亡)

實驗步驟:①   

②觀察、統(tǒng)計后代表現(xiàn)型及比例。

結(jié)果預測:Ⅰ.若   ,

則為圖甲所示的基因組成;

Ⅱ.若 ,

則為圖乙所示的基因組成;

Ⅲ.若 ,

則為圖丙所示的基因組成。

 

Answer 1

(1)GUC UUC 4 a

(2)1/4 4∶1

(3)(減數(shù)第一次分裂時)交叉互換 減數(shù)第二次分裂時染色體未分離

(4)答案一:用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉白花植株雜交

Ⅰ.寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為1∶1

Ⅱ.寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為2∶1

Ⅲ.寬葉紅花與窄葉白花植株的比例為2∶1

答案二:用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株雜交

Ⅰ.寬葉紅花與寬葉白花植株的比例為3∶1

Ⅱ.后代全部為寬葉紅花植株

Ⅲ.寬葉紅花與窄葉紅花植株的比例為2∶1

【解析】(1)由起始密碼子均為AUG可知,基因M和基因R轉(zhuǎn)錄的模板分別為b鏈和a鏈,對基因M來說,箭頭處堿基C突變?yōu)閴A基A,對應的密碼子由GUC變成UUC。正常情況下,二倍體植株體細胞中基因成對存在,若此植株的基因型為RR,則DNA復制完成后,基因R最多有4個。

(2)控制葉型和莖高的基因位于兩對非同源染色體上,符合基因自由組合定律。F1為MmHh,F1自交,F2中純合子占×=,F2中寬葉高莖植株的基因型及其比例為MMHH∶MmHH∶MMHh∶MmHh=1∶2∶2∶4,將其與mmhh測交,后代高莖的概率為,矮莖的概率為1/3,寬葉的概率為2/3,窄葉的概率為1/3,則后代中寬葉高莖∶窄葉矮莖=×∶×=4∶1。

(3)基因型為Hh的植株減數(shù)分裂時,出現(xiàn)一部分處于減Ⅱ中期的Hh型細胞,其原因可能是基因突變或交叉互換,又因為基因突變具有低頻性,所以最可能的原因是減數(shù)第一次分裂的四分體時期,發(fā)生了同源染色體上非姐妹染色單體的交叉互換。缺失一條4號染色體的高莖植株只含有一個基因H,若產(chǎn)生HH型配子,說明減數(shù)第二次分裂后期,染色體沒有分開。

(4)檢測植株的基因組成最簡便的方法為自交,但是題干要求為雜交,故應選用測交方法來進行檢測。選擇缺失一條2號染色體的窄葉白花植株進行測交,其結(jié)果如下:

F1中寬葉紅花∶寬葉白花=1∶1

F1中寬葉紅花∶寬葉白花=2∶1

F1中寬葉紅花∶窄葉白花=2∶1

本題也可采取用該突變體與缺失一條2號染色體的窄葉紅花植株雜交,分析同上。