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如果进行玉米的基因组测序，需要检测

 

条染色体的DNA序列．
②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）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（hhrr）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Ⅰ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：基因的自由组合规律的实质及应用,遗传信息的转录和翻译

专题：

分析：根据题意和图示分析可知：图1中，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．图2中，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由于玉米雌雄同体，细胞内没有性染色体，所以进行玉米的基因组测序，只需要检测10条染色体的DNA序列．
②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）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_．其中RR占

1

3

，Rr占

2

3

．则R的频率为

2

3

，r的频率为

1

3

．随机授粉所得RR占

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）①10    ②b     GUU
（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基因的自由组合定律，意在考查学生的理解和应用能力，试题难度中等．