Question

12．对正常绿叶的小麦纯系种子进行辐射处理．处理后将种子单独隔离种植，发现其中有两株（甲、乙）的后代分离出黄化斑叶的突变株．请回答：
（1）应用实验法判断该突变株属于可遗传变异，还是不可遗传变异，实验的基本思路一般是改变该突变株的生活环境，以观察其性状是否改变．
（2）现要研究甲、乙两株的该突变是发生在一对基因上，还是分别发生在独立遗传的两对基因上，可选甲、乙后代的该突变株进行单株杂交，统计F₁的表现型及比例．若F₁全为正常叶植株，请用遗传图解说明实验结果．（基因符号用A/a或B/b表示，要求写出配子）

（3）如图是正常叶有关基因中的部分碱基序列，其编码的蛋白质中部分氨基酸序列为“缬氨酸-半胱氨酸-酪氨酸-赖氨酸-天冬氨酸-甘氨酸…”，有关密码子如表．

氨基酸	密码子
缬氨酸	GUU、GUC、GUA、GUG
甘氨酸	GGU、GGC、GGA、GGG
终止密码子	UAA、UAG、UGA

若该突变株的形成是基因突变造成的，原因是由于该基因中的部分碱基序列片段1处（填“1”或“2”）的C∥G替换成了A∥T，结果导致基因表达因提早出现终止密码子，形成的蛋白质的氨基酸序列变短而出现突变株．
（4）该辐射处理过程需要用到大量的种子，原因是基因突变具有多方向性和低频性特点．若甲和乙的后代均出现3：1的分离比，该辐射处理最可能导致甲、乙中各有1（1、2或多）个基因发生突变．
（5）若将甲株的后代种植在一起，让其随机传粉，只收获正常株上所结的种子，若每株的授粉率和结籽率相同，则其中该突变类型的比例为$\frac{1}{6}$．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：自交的性状分离比例均为3：1，说明符合一对等位基因的分离定律，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有1个基因发生突变．
用两种类型的黄化斑叶突变株杂交，若甲乙两株黄化斑叶突变是发生在同一对基因上，则杂交后代应为纯合体，后代全为黄化斑叶突变株；若甲乙两株黄化斑叶突变是发生在两对基因上则杂交后代应为杂合体，后代全为正常绿叶植株．

解答 解：（1）由于环境改变引起的变异是不遗传的，所以应用实验法判断该突变株属于可遗传变异，还是不可遗传变异，实验的基本思路一般是改变该突变株的生活环境，以观察其性状是否改变．
（2）如果甲乙两株黄化斑叶突变是发生在两对基因上，则甲、乙后代中黄化斑叶的基因型是aaBB、AAbb，杂交后代的基因型是AaBb，都表现为正常绿叶植株．遗传图解如下：

（3）根据分析，1处碱基对C∥G替换成了A∥T，密码子由UCC变成UCU，编码的氨基酸序列不发生改变，2处碱基对C∥G替换成了A∥T，则转录后密码子由UAC变成UAA，UAA是终止密码子，翻译会提前结束．
（4）辐射处理正常绿叶的小麦纯系种子，其后代分离出黄化斑叶的突变株，该育种方式是诱变育种．该过程需要用到大量的种子，其原因是基因突变具有多方向性和低频性特点．自交的性状分离比例均为3：1，说明符合一对等位基因的分离定律，表明辐射诱变处理均导致甲、乙中各有1个基因发生突变．
（5）甲植株后代的基因型是AA：Aa：aa=1：2：1，正常植株产生的卵细胞的基因型及比例是A：a=2：1，所授花粉的基因型及比例是A：a=1：1，因此甲株的后代种植在一起，让其随机传粉，只收获正常株上所结的种子，若每株的授粉率和结籽率相同，则其中突变类型的比例为aa=$\frac{1}{3}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{6}$．
故答案为：
（1）改变该突变株的生活环境，以观察其性状是否改变
（2）
（3）1   提早出现终止密码子，形成的蛋白质的氨基酸序列变短而出现突变株
（4）多方向   1    
（5）$\frac{1}{6}$

点评 本题的知识点是基因突变的概念、特点及诱变育种，基因的转录和翻译过程，基因分离定律和自由组合定律的实质，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，并运用相关知识结合题干信息进行推理解答问题，学会应用演绎推理的方法完善实验步骤、预期结果、获取结论，用遗传图解解释相关问题．