Question

2．某二倍體作物寬葉（M）對(duì)窄葉（m）為顯性，高莖（H）對(duì)矮莖（h）為顯性，紅花（R）對(duì)白花（r）為顯性．基因M、m與基因R、r在2號(hào)染色體上，基因H、h在4號(hào)染色體上．
（1）為獲得寬葉抗倒伏（矮莖）的植株，育種學(xué)家用基因型MMHH植株為母本和mmhh的植株為父本雜交獲得F₁，F(xiàn)₁自交獲得F₂，F(xiàn)₂寬葉抗倒伏的植株中能穩(wěn)定遺傳的比例為$\frac{1}{3}$．
要在較短時(shí)間內(nèi)獲得能穩(wěn)定遺傳的寬葉抗倒伏（矮莖）的植株最好采用的育種方法為單倍體育種．
（2）在F₁中發(fā)現(xiàn)有一株三體變異植株，其基因組成為MmmHh，此變異形成的最可能原因是父本在減數(shù)分裂時(shí)2號(hào)染色體不正常分離．
（3）基因M、R編碼各自蛋白質(zhì)前3個(gè)氨基酸的DNA序列如圖所示，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(duì)應(yīng)的密碼子由GUC變?yōu)閁UC．育種學(xué)家發(fā)現(xiàn)一白化植株，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在正常植株體細(xì)胞中的一種由146個(gè)氨基酸組成的多肽鏈在白化植株體內(nèi)僅含45個(gè)氨基酸．由此可推測(cè)此突變是正常mRNA第46位密碼子變?yōu)榻K止密碼子所致．
（4）科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，R基因編碼的R蛋白具抗病功能．為獲得抗病水稻，科學(xué)家嘗試將R基因轉(zhuǎn)入水稻體內(nèi)，使水稻細(xì)胞表達(dá)R蛋白．分子雜交技術(shù)可用于基因檢測(cè)，其基本過(guò)程是用標(biāo)記的DNA單鏈探針與待測(cè)基因進(jìn)行雜交．若要檢測(cè)R基因是否轉(zhuǎn)錄，則基因探針序列為ATCTAGGTA；為制備大量探針，可利用PCR技術(shù)．

Answer 1

分析 1、由題意知，基因M、m與基因R、r在2號(hào)染色體上，兩對(duì)等位基因在遺傳時(shí)遵循連鎖交換定律，基因H、h在4號(hào)染色體上，因此M、m與H、h遵循自由組合定律，R、r與H、h遵循自由組合定律；每一對(duì)等位基因位于一對(duì)同源染色體上，遵循基因的分離定律．
2、基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，轉(zhuǎn)錄過(guò)程中以DNA的一條鏈為模板按照A與U配對(duì)、T與A配對(duì)、G與C配對(duì)的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成mRNA，翻譯過(guò)程是以mRNA為模板合成具有一定的氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過(guò)程，基因突變使基因中的堿基序列改變，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA的密碼子發(fā)生改變，進(jìn)而影響翻譯形成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變而影響生物性狀．

解答 解：（1）寬葉抗倒伏的基因型是M_hh，MMhh×mmhh→MmHh，由于兩對(duì)等位基因遵循自由組合定律，因此子一代自交得到子二代的基因型及比例是M_H_：M_hh：mmH_：mmhh=9：3：3：1，其中寬葉抗倒伏的基因型是M_hh，包含MMhh、Mmhh兩種基因型，其中純合子是MMhh，占$\frac{1}{3}$；要在較短時(shí)間內(nèi)獲得能穩(wěn)定遺傳的寬葉抗倒伏（矮莖）的植株，常用子一代的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗，用秋水仙素處理單倍體幼苗，選出寬葉抗倒伏的個(gè)體即為純合子，該育種方法是單倍體育種．
（2）F₁中發(fā)現(xiàn)的三體的基因型是MmmHh，由于母本的基因型是MMHH，不含有m基因，因此mm基因來(lái)自父本，是父本父本在減數(shù)分裂時(shí)2號(hào)染色體不正常分離造成的．
（3）如果起始密碼子為AUG，則轉(zhuǎn)錄過(guò)程中以b鏈為模板，起始密碼子之后的密碼子是GUC，b鏈中箭頭所指堿基C突變?yōu)锳，則起始密碼子之后的密碼子是UUC；正常植株體細(xì)胞中的一種由146個(gè)氨基酸組成的多肽鏈在白化植株體內(nèi)僅含45個(gè)氨基酸，說(shuō)明突變后，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA的密碼子前置，提前結(jié)束翻譯過(guò)程，即第46個(gè)密碼子變成終止密碼子．
（4）利用分子雜交技術(shù)檢測(cè)基因的基本過(guò)程是：用標(biāo)記的DNA單鏈探針與待測(cè)基因進(jìn)行雜交．R基因如果進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，形成的mRNA的堿基序列是UAGAUCCAU能與堿基序列為ATCTAGGTA的探針互補(bǔ)配對(duì)；制備大量DNA探針常用PCR技術(shù)．
故答案為：
（1）$\frac{1}{3}$    單倍體育種
（2）父本在減數(shù)分裂時(shí)2號(hào)染色體不正常分離
（3）GUC    UUC    46
（4）待測(cè)基因    ATCTAGGTA     PCR

點(diǎn)評(píng) 本題的知識(shí)點(diǎn)是基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)，基因突變、基因重組和染色體變異及育種，基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識(shí)結(jié)合題干信息綜合解答問(wèn)題．