Question

玉米（2N=20）是重要的粮食作物之一．请分析回答下列有关遗传学问题：
（1）某玉米品种2号染色体上的基因S、s和M、m各控制一对相对性状，基因S在编码蛋白质时，控制最前端几个氨基酸的DNA序列如图1所示．已知起始密码子为AUG或GUG．
①基因S发生转录时，作为模板链的是图1中的

 

链．若基因S的b链中箭头所指碱基对G/C缺失，则该处对应的密码子将改变为

 

．
②某基因型为SsMm的植株自花传粉，后代出现了4种表现型，在此过程中出现的变异的类型属于

 

，其原因是在减数 分裂过程中发生了

 

．
（2）玉米的高杆易倒伏（H）对矮秆抗倒伏（h）为显性，抗病（R）对易感病（r）为显性，两对基因分别位于两对同源染色体上．上图2表示利用品种甲（HHRR）和乙（h hrr）通过三种育种方法（Ⅰ～Ⅲ）培育优良品种（hhRR）的过程．
①利用方法工培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为

 

，这种植株由于

 

，须经诱导染色体加倍后才能用于生产实践．图2所示的三种方法（Ⅰ～Ⅲ）中，最难获得优良品种（hhRR）的是方法

 

，其原因是

 

．
②用方法Ⅱ培育优良品种时，先将基因型为HhRr的植株自交获得子代（F₂），F₂代植株中自交会发生性状分离的基因型共有

 

种，这些植株在全部 F₂代中的比例为

 

．若将F₂代的全部高秆抗病植株去除雄蕊，用F₂代矮秆抗病植株的花粉随机授粉，则杂交所得子代中的纯合矮秆抗病植株占

 

．

Answer 1

考点：基因突变的特征,基因的自由组合规律的实质及应用,基因重组及其意义,染色体数目的变异

专题：

分析：据图1可知，由于起始密码子为AUG或GUG，故其对应的模板链碱基为TAC或CAC，由于b链中有TAC序列，故为模板链；据图2可知，Ⅰ为单倍体育种，利用该方法工培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为花药离体培养；Ⅱ为杂交育种，Ⅲ为诱变育种，这种方法最难获得优良品种（hhRR），因基因突变频率很低而且是不定向的．

解答： 解：（1）①由于起始密码子为AUG或GUG，故其对应的模板链碱基为TAC或CAC，由于b链中有TAC序列，故为模板链；若基因S的b链中箭头所指处原碱基序列为CAG，若碱基对G/C缺失，则碱基序列为CAA，故该处对应的密码子将由GUC改变为GUU．
②基因型为SsMm的植株自花传粉，后代出现了4种表现型，说明出现了基因重组，由于S、s和M、m基因均位于2号染色体上，为连锁关系，故说明同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换．
（2）①据图示可知，Ⅰ为单倍体育种，利用该方法工培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为花药离体培养，不过获得的单倍体长势弱小而且高度不育，须经诱导染色体加倍后才能用于生产实践；Ⅲ为诱变育种，这种方法最难获得优良品种（hhRR），因基因突变频率很低而且是不定向的．
②将基因型为HhRr的植株自交获得子代（F₂），F₂代植株中自交后代基因型共有9中，其中纯合体为4种，杂合体即发生性状分离的基因型为5种；由于纯合体共占

1

4

，故这些植株在全部 F₂代中的比例为1-

1

4

=

3

4

；若将F₂代的全部高秆抗病植株基因型为H_R_，矮秆抗病植株基因型为hhR_，则杂交所得子代hh的概率=

2

3

×

1

2

=

1

3

，杂交所得子代RR的概率=

2

3

×

2

3

=

4

9

，故后代中纯合矮秆抗病植株hhRR概率为

4

27

．
故答案为：（1）①b   GUU
②基因重组   同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换
（2）①花药离体培养    长势弱小而且高度不育Ⅲ基因突变频率很低而且是不定向的
②5     

3

4

   

4

27

点评：本题综合考查了基因突变及遗传定律，意在考查学生的理解和应用能力，试题难度中等．