Question

某二倍體植物的花色受獨立遺傳且完全顯性的三對基因（用 Dd、Ii、Rr表示）控制．研究發(fā)現(xiàn)，體細胞中r基因數(shù)多于R時，R基因的表達減弱而形成粉紅花突變體．基因控制花色色素合成的途徑、粉紅花突變體體細胞中基因與染色體的組成（其它基因數(shù)量與染色體均正常）如圖所示．

（1）正常情況下，甲圖中紅花植株的基因型有

 

 種．某正常紅花植株自交后代出現(xiàn)了兩種表現(xiàn)型，子代中表現(xiàn)型的比例為

 

．
（2）突變體①、②、③的花色相同，這說明花色素的合成量與體細胞內(nèi)

 

 有關(guān)．對R與r基因的mRNA進行研究，發(fā)現(xiàn)其末端序列存在差異，如圖所示．二者編碼的氨基酸在數(shù)量上相差

 

 個（起始密碼子位置相同，UAA、UAG 與 UGA 為終止密碼子），其直接原因是

 

．
（3）基因型為 iiDdRr 的花芽中，出現(xiàn)基因型為 iiDdr 的一部分細胞，其發(fā)育形成的花呈

 

 色，該變異是細胞分裂過程中出現(xiàn)

 

 的結(jié)果．基因型為 iiDdr 的突變體自交所形成的部分受精卵不能發(fā)育，其根本原因是

 

．
（4）現(xiàn)在基因組成為iiDDRR正常植株若干，分別與突變①、②、③雜交（假設(shè)實驗過程中不存在突變與染色體互換，各型配子活力相同），請預(yù)測其子代表現(xiàn)型及比例．
與突變①雜交子代的表現(xiàn)性與比例

 

與突變②雜交子代的表現(xiàn)性與比例

 

與突變③雜交子代的表現(xiàn)性與比例

 

．

Answer 1

考點：基因的自由組合規(guī)律的實質(zhì)及應(yīng)用

專題：

分析：根據(jù)二倍體植物的花色受獨立遺傳且完全顯性的三對基因控制，說明其遵循基因的自由組合定律．由于I抑制D的表達，所以形成紅色物質(zhì)的基因組成為iiD_-R_-．突變體①和突變體③是染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，突變體②是染色體數(shù)目發(fā)生變異．突變體①減數(shù)分裂可產(chǎn)生R、rr、Rr、r四種配子，比例為1：1：1：1；突變體②減數(shù)分裂可產(chǎn)生R、Rr、rr、r四種配子，比例為1：2：1：2；突變體③減數(shù)分裂可產(chǎn)生R、rr兩種配子，比例為1：1．

解答： 解：（1）正常情況下，圖1中紅花植株的基因型有iiDDRR、iiDdRR、iiDDRr和iiDdRd共4種．某正常紅花植株自交后代出現(xiàn)了兩種表現(xiàn)型，如果是iiDdRR或iiDDRr，則子代中表現(xiàn)型的比例為3：1；如果是iiDdRd，則子代中表現(xiàn)型的比例為9：7．
（2）根據(jù)題意和圖2分析可知：由于突變體①、②、③中都含有3個R或r基因，表現(xiàn)的花色相同，這說明花色素的合成量與體細胞內(nèi)基因R與r的數(shù)量有關(guān)．對R與r基因的mRNA進行研究，發(fā)現(xiàn)其末端序列存在差異，圖3中的第6個堿基在R的mRNA上為C，而在r的mRNA上為G；又UAG為終止密碼子．說明在r的mRNA中提前出現(xiàn)終止密碼子，導致二者編碼的氨基酸在數(shù)量上相差4個．
（3）由于基因型為iiDdr的細胞中缺少R，不能形成紅色物質(zhì)，所以其發(fā)育形成的花呈白色．該變異是細胞分裂過程中出現(xiàn)染色體數(shù)目變異或缺失的結(jié)果．基因型為iiDdr的突變體自交所形成的部分受精卵不能發(fā)育，其根本原因是缺少發(fā)育成完整個體的部分基因．
（4）由于iiDdRrr植株中多了一個r基因，又體細胞中r基因數(shù)多于R時，R基因的表達減弱而形成粉紅花突變體．因此用iiDdRrr植株與基因型為iiDDRR的植株雜交，觀察并統(tǒng)計子代的表現(xiàn)型與比例．如果子代中紅：粉紅為3：1，則其為突變體①；如果子代中紅：粉紅為5：1，則其為突變體②；如果子代中紅：粉紅為1：1，則其為突變體③．
故答案為：
（1）4    3：1或9：7
（2）基因（R與r）的數(shù)量     4    在r的mRNA中提前出現(xiàn)終止密碼子
（3）白 染色體數(shù)目變異或缺失 缺少發(fā)育成完整個體的部分基因
（4）紅：粉紅為3：1 紅：粉紅為5：1 紅：粉紅為1：1

點評：本題考查基因自由組合定律和基因與性狀關(guān)系的相關(guān)知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．