Question

【題目】玉米(2N=20)是一種雌雄同株的植物，是重要的糧食作物之一。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

（1）測(cè)定玉米基因組DNA序列，需測(cè)定____條DNA上堿基序列。

（2）某品種玉米2號(hào)染色體上的基因S在編碼蛋白質(zhì)時(shí)，控制最前端幾個(gè)氨基酸的DNA序列如下圖所示，已知起始密碼子為AUG，基因S發(fā)生轉(zhuǎn)錄時(shí)模板鏈?zhǔn)?/span>____鏈。若基因S中箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失，則該處對(duì)應(yīng)的密碼子將改變?yōu)?/span>____。

（3）玉米花序的正常和異常是由一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。某顯性植株X自交，F(xiàn)1表現(xiàn)為：正常花序：異常花序=1:1。取F1正常花序植株的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得的幼苗用秋水仙素處理后都是異常花序植株。由此推測(cè)____是顯性性狀，植株X自交的子代性狀分離比為1:1的原因是____。

（4）玉米的易倒伏(H)對(duì)抗倒伏(h)為顯性,抗病(R)對(duì)易感病(r)為顯性，兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。右上圖表示利用品種甲(HHRR)和乙(hhrr)通過(guò)三種育種方法(Ⅰ-Ⅲ)培育優(yōu)良品種(hhRR)的過(guò)程。

①方法Ⅰ、Ⅱ的育種原理分別是____，三種方法中難以獲得優(yōu)良品種(hhRR)的是方法____，原因是____。

②方法Ⅱ中HhRr自交獲得F2，假設(shè)只保留F2中抗倒伏抗病植株的雄蕊（其他雄蕊全部去除），所有植株雌蕊全部保留且都能成功受粉和發(fā)育，則所得F3中能穩(wěn)定遺傳的抗倒伏抗病植株占____。

Answer 1

【答案】10bGUU花序正常含有正常花序(顯性)基因的花粉不育，而含有異常花序(或隱性)基因的花粉可育染色體變異、基因重組Ⅲ基因突變是不定向的而且頻率很低1/6

【解析】

試題分析圖1：該圖是幾種育種方法，其中Ⅰ是單倍體育種，原理是染色體變異；Ⅱ是雜交育種，原理是基因重組；Ⅲ是誘變育種，原理是基因突變。分析題圖2可知，該圖是基因的部分結(jié)構(gòu)，已知起始密碼子為AUG或GUG，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，轉(zhuǎn)錄起始密碼子的模板鏈?zhǔn)?/span>TAC或CAC，分析基因中的a鏈和b鏈，兩條鏈都不含有CAC，b鏈中含有TAC，因此轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)?/span>b鏈；如果箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失，則模板鏈中的該堿基序列由CA TAC GTT CAG AGG變成CA TAC GTT CAA GG，因此該處對(duì)應(yīng)的密碼子將由GUC改變?yōu)?/span> GUU。

（1）由于玉米是雌雄同體植株，所以育種學(xué)家要測(cè)定玉米基因組DNA序列，只需要測(cè)定玉米的一個(gè)染色體組的10條染色體的DNA序列。

（2）①起始密碼子為AUG或GUG，則轉(zhuǎn)錄起始密碼子的模板鏈?zhǔn)?/span>TAC或CAC，分析基因中的a鏈和b鏈，TAC位于b鏈，因此轉(zhuǎn)錄的模板鏈?zhǔn)?/span>b鏈；基因S的b鏈中箭頭所指堿基對(duì)G/C缺失，轉(zhuǎn)錄形成的mRNA該該處順延一個(gè)堿基，該處的密碼子變成GUU。

（3）根據(jù)題意可知，甘藍(lán)花序的正常和異常是由一對(duì)等位基因控制的相對(duì)性狀。某顯性植株X自交，F1表現(xiàn)為約的正常花序和的異常花序，說(shuō)明顯性植株X為雜合子；取F1正常花序植株的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)，獲得的幼苗用秋水仙素處理后都是異常花序植株（隱性個(gè)體），說(shuō)明顯性基因的花粉致死。由此推斷花序正常時(shí)顯性性狀，植株X自交的子代性狀分離比為1：1的原因是含有正常花絮（顯性）基因的花粉不育，而含有異常花序（或隱性）基因的花粉可育。

（4）①方法Ⅰ是單倍體育種，其原理是染色體變異；方法Ⅱ是雜交育種，其原理是基因重組；方法III是誘變育種，由于基因突變是不定向的而且頻率很低，因此運(yùn)用方法III難以獲得優(yōu)良品種(hhRR)。

②據(jù)題意可知，F(xiàn)2代抗倒伏抗病植株的基因型是hhRR：hhRr=1：2，產(chǎn)生的配子的基因型及比例是hR：hr=2：1，F(xiàn)2中其他能產(chǎn)生hR配子的個(gè)體的基因型及比例為4/16HhRr、2/16HhRR、1/16hhRR、2/16hhRr，這四種基因型的個(gè)體產(chǎn)生hR配子的概率之和為（4/16×1/4）+(2/16×1/2)+1/16+(2/16×1/2)=1/4，只有抗倒伏抗病植株產(chǎn)生的雄配子（hR）與其他個(gè)體產(chǎn)生的基因型為hR的雌配子隨機(jī)結(jié)合，才會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的抗倒伏抗病植株，因此F3中能穩(wěn)定遺傳的抗倒伏抗病植株占2/3×1/4=1/6。