Question

5．豌豆（2n=14）的圓粒（R）和皺粒（r）是一對相對性狀．圓粒豌豆淀粉含量高，皺粒豌豆淀粉含量低，蔗糖含量高．請回答以下問題．
（1）形成基因R和r的根本原因是發(fā)生了基因突變．研究豌豆的基因組應測定7條染色體上的DNA堿基序列．
（2）現(xiàn)以高莖圓粒（DDRR）和矮莖皺粒（ddrr）豌豆為親本進行雜交，F(xiàn)₁再自交產生F₂，F(xiàn)₂中的重組類型占$\frac{3}{8}$（用分數(shù)表示）．欲得到植株高、味道甜并能穩(wěn)定遺傳的豌豆，符合上述要求的豌豆的基因型是DDrr．在生產中，能明顯縮短育種年限的育種方法是單倍體育種．
（3）以某品系的雜種高莖豌豆作為親本連續(xù)自交兩代，并每次只保留自交后代中的高莖豌豆，則F₂中高莖（D）基因的頻率為80%．
（4）如圖甲、乙表示基因R中遺傳信息傳遞的兩個過程，丙為其中部分片段的放大示意圖．

甲、乙兩圖中能表示基因R表達過程的是乙．甲圖與丙圖從堿基配對方式角度分析，最顯著的區(qū)別是前者A與T配對，而后者是A與U配對．
（5）在一塊圓粒（RR）豌豆田中，發(fā)現(xiàn)了一株皺粒豌豆．請設計實驗方案探究該性狀出現(xiàn)的可能原因．（簡要寫出所用方法、結果和結論）將皺粒豌豆與圓粒豌豆雜交，如果子一代為圓粒，子二代圓粒：皺粒=3：1（或出現(xiàn)性狀分離），則皺粒性狀是基因突變造成的，否則皺粒性狀是環(huán)境引起的．或皺粒豌豆與圓粒豌豆種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則皺粒性狀是環(huán)境引起的，否則皺粒性狀是基因突變的結果．

Answer 1

分析 1、基因分離定律的實質：進行有性生殖的生物在進行減數(shù)分裂產生配子的過程中，位于同源染色體上的等位基因隨同源染色體分離而分離，分別進入不同的配子中，隨配子獨立遺傳給后代，同時位于非同源染色體上的非等位基因進行自由組合；按照分離定律的實質，基因型為DdRr的個體產生的配子的類型及比例是DR：Dr：dR：dr=1：1：1：1，自交后代的基因型及比例是D_R_：D_rr：ddR_：ddrr=9：3：3：1．
2、分析題圖可知，甲是DNA分子復制過程，乙是轉錄過程，丙存在A、U堿基對和T、A堿基對，T所在的單鏈是DNA鏈，U所在的單鏈是RNA鏈．

解答 解：（1）R和r是等位基因，等位基因產生的原因是基因突變；由于豌豆是雌雄同體，無性染色體，因此研究豌豆的基因組應測定一個染色體組的染色體上的DNA序列，又知豌豆的染色體組型是2n=14，一個染色體組的染色體數(shù)目是7．
（2）高莖圓粒（DDRR）和矮莖皺粒（ddrr）豌豆為親本進行雜交，F(xiàn)₁再自交產生F₂，F(xiàn)₂中基因型及比例是D_R_：D_rr：ddR_：ddrr=9：3：3：1，其中D_rr、ddR_是重組類型，占$\frac{3}{8}$；植株高、味道甜的植株的基因型是D_rr，其中DDrr、能穩(wěn)定遺傳，是純合子；由于子二代中存在雜合子，自交后代會發(fā)生性狀分離，因此要獲得符合要求的品種需要進行連續(xù)自交，直至不發(fā)生性狀分離，育種周期長，通過單倍體育種能明顯縮短育種年限．
（3）雜合高莖豌豆的基因型是Dd，連續(xù)自交2次得到子二代的基因型及比例是DD：Dd：dd=3：2：3，除去矮莖豌豆dd，高莖豌豆的基因型及比例是DD：Dd=3：2，因此高莖豌豆中D的基因頻率是D=60%+40%÷2=80%．
（4）基因表達的過程包括轉錄和翻譯過程，甲是DNA分子復制，乙是轉錄，乙屬于基因表達過程；由題圖可知，甲是DNA復制，遵循的堿基互補配對原則是A與T配對、T與A配對、G與C配對、C與G配對，丙圖中A與U配對、T與A配對、G與C配對、C與G配對，甲圖與丙圖從堿基配對方式角度分析，最顯著的區(qū)別是前者A與T配對，而后者是A與U配對．
（5）由題意知，圓粒豌豆的基因型是RR，皺粒豌豆的出現(xiàn)可能是基因突變，也可能是環(huán)境引起的變異，基因突變是可遺傳變異，單純環(huán)境改變引起的是不遺傳變異，如果是基因突變引起，該皺粒豌豆的基因型是rr，與圓粒豌豆雜交，子一代的基因型是Rr，自交后代的表現(xiàn)型及比例是圓粒：皺粒=3：1；也可能皺粒豌豆與圓粒豌豆種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則皺粒性狀是環(huán)境引起的，否則皺粒性狀是基因突變的結果．
故答案為：
（1）基因突變     7
（2）3/8       DDrr    單倍體育種
（3）80%
（4）乙       前者A與T配對，而后者是A與U配對
（5）將皺粒豌豆與圓粒豌豆雜交，如果子一代為圓粒，子二代圓粒：皺粒=3：1（或出現(xiàn)性狀分離），則皺粒性狀是基因突變造成的，否則皺粒性狀是環(huán)境引起的．或皺粒豌豆與圓粒豌豆種植在相同環(huán)境條件下，如果兩者未出現(xiàn)明顯差異，則皺粒性狀是環(huán)境引起的，否則皺粒性狀是基因突變的結果．（2分）

點評 本題要求考生理解DNA、RNA在組成成分上的差異，DNA分子的復制、轉錄和翻譯過程的異同點，基因表達的概念，基因分離定律和自由組合定律的實質，把握知識的內在聯(lián)系，想知識網絡，并應用相關知識結合題干信息進行推理、解答問題，并應用演繹推理的方法設計遺傳實驗判斷變異類型．