Question

8．某二倍體植物的花色受獨(dú)立遺傳且完全顯性的三對(duì)基因（用Ii、Aa、Bb表示）控制．研究發(fā)現(xiàn)，體細(xì)胞中b基因數(shù)多于B時(shí)，B基因的表達(dá)減弱而形成粉紅花突變體．基因控制花色色素合成的途徑、粉紅花突變體體細(xì)胞中基因與染色體的組成（其它基因數(shù)量與染色體均正常）如圖甲乙所示．請(qǐng)分析并回答：

（1）正常情況下，甲圖示意的紅花植株基因型有4種．
（2）突變體①、②、③的花色相同，這說(shuō)明花色色素的合成量與體細(xì)胞內(nèi)基因（B與b）的數(shù)量有關(guān)．對(duì)B與b基因的mRNA進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其末端序列存在差異（見(jiàn)如圖所示）．
B基因的mRNA：-ACGUACGAUAGUGGGUGA
b基因的mRNA：-ACGUAGGAUAGUGGCUGA
二者編碼的氨基酸在數(shù)量上相差4個(gè)（起始密碼子位置相同，UAA、UAG與UGA為終止密碼子），其根本原因是B基因和b基因的脫氧核苷酸對(duì)（堿基對(duì)）的排列順序不同．
（3）基因型為iiAaBb的花芽中，出現(xiàn)基因型為iiAab的一部分細(xì)胞，推測(cè)這是在細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體發(fā)生數(shù)目或結(jié)構(gòu)變異導(dǎo)致的．基因型為iiAAb的突變體自交所形成的受精卵中約有$\frac{1}{4}$不能發(fā)育，推測(cè)其原因是B或b基因是受精卵發(fā)育所必需的．
（4）欲確定iiAaBbb植株屬于圖乙中的哪種突變體，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下．
假設(shè)：圖乙所示的染色體上不攜帶I與i、A與a基因；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不存在基因突變與交叉互換；各型配子活力相同．
實(shí)驗(yàn)步驟：
讓該突變體植株與基因型為iiAAbb的植株雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代表現(xiàn)型及比例．
預(yù)測(cè)結(jié)果：
Ⅰ．若子代表現(xiàn)型及比例為紅：粉紅：白為1：1：2，則該突變體植株屬于突變體①類(lèi)型；
Ⅱ．若子代表現(xiàn)型及比例為紅：粉紅：白為1：2：3，則該突變體植株屬于突變體②類(lèi)型；
Ⅲ．若子代表現(xiàn)型及比例為紅：白為1：1，則該突變體植株屬于突變體③類(lèi)型．

Answer 1

分析 1、根據(jù)二倍體植物的花色受獨(dú)立遺傳且完全顯性的三對(duì)基因控制，說(shuō)明其遵循基因的自由組合定律．由于I抑制A的表達(dá)，所以形成紅色物質(zhì)的基因組成為iiA_-B_-．突變體①和突變體③是染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，突變體②是染色體數(shù)目發(fā)生變異．突變體①減數(shù)分裂可產(chǎn)生B、bb、Bb、b四種配子，比例為1：1：1：1；突變體②減數(shù)分裂可產(chǎn)生B、Bb、bb、b四種配子，比例為1：2：1：2；突變體③減數(shù)分裂可產(chǎn)生B、bb兩種配子，比例為1：1．
2、分析B和b的mRNA的堿基序列可知，B的mRNA上終止密碼子在第6個(gè)密碼子位置，而b的mRNA上終止密碼子在第2個(gè)密碼子位置，因此b控制的蛋白質(zhì)與B控制合成的蛋白質(zhì)的氨基酸少了4個(gè)．
3、用演繹推理方法進(jìn)行解答：假定突變?yōu)槟骋环N情況，根據(jù)遺傳圖解推測(cè)后代的基因型、表現(xiàn)型及比例關(guān)系．

解答 解：（1）正常情況下，圖1中紅花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiDAaBb共4種．
（2）根據(jù)題意和圖2分析可知：由于突變體①、②、③中都含有3個(gè)B或b基因，表現(xiàn)的花色相同，這說(shuō)明花色素的合成量與體細(xì)胞內(nèi)基因B與b的數(shù)量有關(guān)．對(duì)B與b基因的mRNA進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其末端序列存在差異，圖3中的第6個(gè)堿基在B的mRNA上為C，而在b的mRNA上為G；又UAG為終止密碼子．說(shuō)明在b的mRNA中提前出現(xiàn)終止密碼子，導(dǎo)致二者編碼的氨基酸在數(shù)量上相差4個(gè)．其根本原因是B基因和b基因的脫氧核苷酸對(duì)（堿基對(duì)）的排列順序不同．
（3）由于基因型為iiAab的細(xì)胞中缺少B，不能形成紅色物質(zhì)，所以其發(fā)育形成的花呈白色．該變異是細(xì)胞分裂過(guò)程中出現(xiàn)染色體數(shù)目變異或缺失的結(jié)果．基因型為iiAAb的突變體自交所形成的受精卵中約有$\frac{1}{4}$不能發(fā)育，推測(cè)其原因是缺少發(fā)育成完整個(gè)體的部分基因，即B或b基因是受精卵發(fā)育所必需．
（4）由于iiAaBbb植株中多了一個(gè)b基因，又體細(xì)胞中b基因數(shù)多于B時(shí)，B基因的表達(dá)減弱而形成粉紅花突變體．因此用iiAaBbb植株與基因型為iiAAbb的植株雜交，觀察并統(tǒng)計(jì)子代的表現(xiàn)型與比例．如果子代中紅：粉紅：白為1：1：2，則其為突變體①；如果子代中紅：粉紅：白為1：2：3，則其為突變體②；如果子代中紅：白為1：1，則其為突變體③．
故答案為：
（1）4
（2）基因（B與b）的數(shù)量         4        脫氧核苷酸對(duì)（堿基對(duì)）的排列順序
（3）數(shù)目或結(jié)構(gòu)           B或b基因是受精卵發(fā)育所必需的
（4）Ⅰ．紅：粉紅：白為1：1：2Ⅱ．紅：粉紅：白為1：2：3Ⅲ．紅：白為1：1

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因自由組合定律和基因與性狀關(guān)系的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題的能力．