Question

13．請分析回答下列有關(guān)玉米遺傳學(xué)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(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$\frac{G}{C}$缺失，則該處對應(yīng)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．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(shí)，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(jīng)誘導(dǎo)染色體加倍后才能用于生產(chǎn)實(shí)踐．圖2所示的三種方法（Ⅰ〜1 ）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o
②用方法n培育優(yōu)良品種時(shí)，先將基因型為HhRr的Fi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(jī) 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 根據(jù)題意和圖示分析可知：圖1中，由于起始密碼子為AUG或GUG，故其對應(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．圖2中，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G/C缺失，則堿基序列為CAA，故該處對應(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(guān)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(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勢弱小而且高度不育，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），因基因突變頻率很低而且是不定向的．
②將基因型為HhRr的植株自交獲得子代（F₂），F(xiàn)₂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(jī)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(diǎn)評 本題綜合考查了生物變異的應(yīng)用、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯等知識點(diǎn)，意在考查學(xué)生的理解和應(yīng)用能力，試題難度中等．