Question

8．某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因（用Ii、Aa、Bb表示）控制．研究发现，体细胞中b基因数多于B时，B基因的表达减弱而形成粉红花突变体．基因控制花色色素合成的途径、粉红花突变体体细胞中基因与染色体的组成（其它基因数量与染色体均正常）如图甲乙所示．请分析并回答：

（1）正常情况下，甲图示意的红花植株基因型有4种．
（2）突变体①、②、③的花色相同，这说明花色色素的合成量与体细胞内基因（B与b）的数量有关．对B与b基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异（见如图所示）．
B基因的mRNA：-ACGUACGAUAGUGGGUGA
b基因的mRNA：-ACGUAGGAUAGUGGCUGA
二者编码的氨基酸在数量上相差4个（起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子），其根本原因是B基因和b基因的脱氧核苷酸对（碱基对）的排列顺序不同．
（3）基因型为iiAaBb的花芽中，出现基因型为iiAab的一部分细胞，推测这是在细胞分裂过程中染色体发生数目或结构变异导致的．基因型为iiAAb的突变体自交所形成的受精卵中约有$\frac{1}{4}$不能发育，推测其原因是B或b基因是受精卵发育所必需的．
（4）欲确定iiAaBbb植株属于图乙中的哪种突变体，设计实验如下．
假设：图乙所示的染色体上不携带I与i、A与a基因；实验过程中不存在基因突变与交叉互换；各型配子活力相同．
实验步骤：
让该突变体植株与基因型为iiAAbb的植株杂交，观察并统计子代表现型及比例．
预测结果：
Ⅰ．若子代表现型及比例为红：粉红：白为1：1：2，则该突变体植株属于突变体①类型；
Ⅱ．若子代表现型及比例为红：粉红：白为1：2：3，则该突变体植株属于突变体②类型；
Ⅲ．若子代表现型及比例为红：白为1：1，则该突变体植株属于突变体③类型．

Answer 1

分析 1、根据二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的三对基因控制，说明其遵循基因的自由组合定律．由于I抑制A的表达，所以形成红色物质的基因组成为iiA_-B_-．突变体①和突变体③是染色体结构发生变异，突变体②是染色体数目发生变异．突变体①减数分裂可产生B、bb、Bb、b四种配子，比例为1：1：1：1；突变体②减数分裂可产生B、Bb、bb、b四种配子，比例为1：2：1：2；突变体③减数分裂可产生B、bb两种配子，比例为1：1．
2、分析B和b的mRNA的碱基序列可知，B的mRNA上终止密码子在第6个密码子位置，而b的mRNA上终止密码子在第2个密码子位置，因此b控制的蛋白质与B控制合成的蛋白质的氨基酸少了4个．
3、用演绎推理方法进行解答：假定突变为某一种情况，根据遗传图解推测后代的基因型、表现型及比例关系．

解答 解：（1）正常情况下，图1中红花植株的基因型有iiAABB、iiAaBB、iiAABb和iiDAaBb共4种．
（2）根据题意和图2分析可知：由于突变体①、②、③中都含有3个B或b基因，表现的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内基因B与b的数量有关．对B与b基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，图3中的第6个碱基在B的mRNA上为C，而在b的mRNA上为G；又UAG为终止密码子．说明在b的mRNA中提前出现终止密码子，导致二者编码的氨基酸在数量上相差4个．其根本原因是B基因和b基因的脱氧核苷酸对（碱基对）的排列顺序不同．
（3）由于基因型为iiAab的细胞中缺少B，不能形成红色物质，所以其发育形成的花呈白色．该变异是细胞分裂过程中出现染色体数目变异或缺失的结果．基因型为iiAAb的突变体自交所形成的受精卵中约有$\frac{1}{4}$不能发育，推测其原因是缺少发育成完整个体的部分基因，即B或b基因是受精卵发育所必需．
（4）由于iiAaBbb植株中多了一个b基因，又体细胞中b基因数多于B时，B基因的表达减弱而形成粉红花突变体．因此用iiAaBbb植株与基因型为iiAAbb的植株杂交，观察并统计子代的表现型与比例．如果子代中红：粉红：白为1：1：2，则其为突变体①；如果子代中红：粉红：白为1：2：3，则其为突变体②；如果子代中红：白为1：1，则其为突变体③．
故答案为：
（1）4
（2）基因（B与b）的数量         4        脱氧核苷酸对（碱基对）的排列顺序
（3）数目或结构           B或b基因是受精卵发育所必需的
（4）Ⅰ．红：粉红：白为1：1：2Ⅱ．红：粉红：白为1：2：3Ⅲ．红：白为1：1

点评 本题考查基因自由组合定律和基因与性状关系的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力．