Question

2．請分析回答下列有關玉米遺傳學問題：

（1）某玉米品種2號染色體上的基因S、s和M、m各控制一對相對性狀，基因S在編碼蛋白質時，控制最前端幾個氨基酸的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)生轉錄時，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G/C缺失，則該處對應的密碼子將改變?yōu)镚UU．
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)生了同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換．
（2）玉米的高桿易倒伏（H）對矮稈抗倒伏（h）為顯性，抗病（R）對易感�。╮）為顯性，兩對基因分別位于兩對同源染色體上．下圖2表示利用品種甲（HHRR）和乙（hhrr）通過三種育種方法（I〜III）培育優(yōu)良品種（hhRR）的過程．
①用方法I培育優(yōu)良品種時，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養(yǎng)，這種植株由于長勢弱小而且高度不育，須經誘導染色體加倍后才能用于生產實踐．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．
②用方法Ⅱ培育優(yōu)良品種時，先將基因型為HhRr的F₁植株自交獲得子代（F₂），若將F₂代的全部高稈抗病植株去除雄蕊，用F₂代矮稈抗病植株的花粉隨機授粉，則雜交所得子代中的純合矮稈抗病植株占$\frac{4}{27}$．

Answer 1

分析 據(jù)圖1可知，由于起始密碼子為AUG或GUG，故其對應的模板鏈堿基為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，獲得hR植株常用的方法為花藥離體培養(yǎng)；Ⅱ為雜交育種，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，故其對應的模板鏈堿基為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G/C缺失，則堿基序列為CAA，故該處對應的密碼子將由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，說明出現(xiàn)了基因重組，由于S、s和M、m基因均位于2號染色體上，為連鎖關系，故說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，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勢弱小而且高度不育，須經誘導染色體加倍后才能用于生產實踐；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．
 ②若將F₂代的全部高稈抗病植株基因型為H_R_，矮稈抗病植株基因型為hhR_．其中RR占$\frac{1}{3}$，Rr占$\frac{2}{3}$，則R的頻率為$\frac{2}{3}$，r的頻率為$\frac{1}{3}$．隨機授粉所得RR占$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$，故后代中純合矮稈抗病植株hhRR概率為$\frac{4}{27}$．
故答案為：
（1）①b    GUU 
②基因重組       同源染色體的非姐妹染色單體之間交叉互換
（2）①花藥離體培養(yǎng)   長勢弱小而且高度不育基因突變頻率很低而且是不定向的    
②$\frac{4}{27}$

點評 本題綜合考查了基因突變及基因的自由組合定律，意在考查考生的識記能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯(lián)系，形成知識網絡結構的能力；能運用所學知識，準確判斷問題的能力，屬于考綱理解和應用層次的考查．