Question

18．玉米（2n=20）是重要的糧食作物之一．請(qǐng)分析回答下列有關(guān)遺傳學(xué)問題：
（1）某玉米品種2號(hào)染色體上的基因S、s和3號(hào)染色體上的基因M、m各控制一對(duì)相對(duì)性狀，基因S在編碼蛋白質(zhì)時(shí)，控制最前端幾個(gè)氨基酸的DNA序列如圖1所示．已知起始密碼子為AUG或GUG．
①基因S發(fā)生轉(zhuǎn)錄時(shí)，作為模板鏈的是圖1中的b鏈，若基因S的b鏈中箭頭所指堿基對(duì)G/C被T/A替換，則該處對(duì)應(yīng)的密碼子將改變?yōu)镚UA．
②某基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現(xiàn)了4種表現(xiàn)型，在此過程中出現(xiàn)的變異的類型屬于基因重組，其原因是在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了非同源染色體自由組合．
（2）玉米的高桿易倒伏（H）對(duì)矮稈抗倒伏（h）為顯性，抗�。≧）對(duì)易感�。╮）為顯性，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上．圖2表示利用品種甲（HHRR）和乙（h hrr）通過三種育種方法（Ⅰ～Ⅲ）培育優(yōu)良品種（hhRR）的過程．
①利用方法工培育優(yōu)良品種時(shí)，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養(yǎng)，圖2所示的三種方法（Ⅰ～Ⅲ）中，最難獲得優(yōu)良品種（hhRR）的是方法Ⅲ，其原因是基因突變頻率很低而且是不定向的，方法Ⅰ中常用化學(xué)試劑的作用機(jī)理是抑制紡錘體形成，使染色體數(shù)目加倍
②用方法Ⅱ培育優(yōu)良品種時(shí)，先將基因型為HhRr的植株自交獲得子代（F₂），F(xiàn)₂代植株中自交會(huì)發(fā)生性狀分離的基因型共有5種，這些植株在全部 F₂代中的比例為$\frac{3}{4}$．

Answer 1

分析 據(jù)圖1可知，由于起始密碼子為AUG或GUG，故其對(duì)應(yīng)的模板鏈堿基為TAC或CAC，由于b鏈中有TAC序列，故為模板鏈；
據(jù)圖2可知，Ⅰ為單倍體育種，利用該方法工培育優(yōu)良品種時(shí)，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養(yǎng)；Ⅱ?yàn)殡s交育種，Ⅲ為誘變育種，這種方法最難獲得優(yōu)良品種（hhRR），因基因突變頻率很低而且是不定向的．

解答 解：（1）①由于起始密碼子為AUG或GUG，故其對(duì)應(yīng)的模板鏈堿基為TAC或CAC，由于b鏈中有TAC序列，故為模板鏈；若基因S的b鏈中箭頭所指處原堿基序列為CAG，若堿基對(duì)G/C缺失，則堿基序列為CAA，故該處對(duì)應(yīng)的密碼子將由GUC改變?yōu)镚UU．
②基因型為SsMm的植株自花傳粉，后代出現(xiàn)了4種表現(xiàn)型，說(shuō)明出現(xiàn)了基因重組，由于S、s和M、m基因均位于2號(hào)染色體上，為連鎖關(guān)系，故說(shuō)明同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換．
（2）①據(jù)圖示可知，Ⅰ為單倍體育種，利用該方法工培育優(yōu)良品種時(shí)，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養(yǎng)，不過獲得的單倍體長(zhǎng)勢(shì)弱小而且高度不育，須經(jīng)誘導(dǎo)染色體加倍后才能用于生產(chǎn)實(shí)踐；Ⅲ為誘變育種，這種方法最難獲得優(yōu)良品種（hhRR），基因突變頻率很低而且是不定向的．方法Ⅰ中常用化學(xué)試劑為秋水仙素，該物質(zhì)的作用機(jī)理是抑制紡錘體形成，使染色體數(shù)目加倍．
②將基因型為HhRr的植株自交獲得子代（F₂），F(xiàn)₂代植株中自交后代基因型共有9種，其中純合體為4種，雜合體即發(fā)生性狀分離的基因型為5種；由于純合體共占$\frac{1}{4}$，故這些植株在全部 F₂代中的比例為1-$\frac{1}{4}$=$\frac{3}{4}$．
故答案為：
（1）①b   GUA    ②基因重組   非同源染色體自由組合（單答非等位基因自由組合不給分）
（2）①花藥離體培養(yǎng)Ⅲ基因突變頻率很低而且是不定向的
抑制紡錘體形成，使染色體數(shù)目加倍
②5    $\frac{3}{4}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因突變特點(diǎn)以及育種的過程和原理，基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)和應(yīng)用，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)都內(nèi)在聯(lián)系并學(xué)會(huì)根據(jù)題干信息進(jìn)行推理、計(jì)算．