Question

2．请分析回答下列有关玉米遗传学问题：

（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b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GUU．
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类型属于基因重组，其原因是在减数分裂过程中发生了同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换．
（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．下图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用方法I培育优良品种时，获得hR植株常用的方法为花药离体培养，这种植株由于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．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III，其原因是基因突变频率很低而且是不定向的．
②用方法Ⅱ培育优良品种时，先将基因型为HhRr的F₁植株自交获得子代（F₂），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$\frac{4}{27}$．

Answer 1

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$\frac{1}{3}$，Rr占$\frac{2}{3}$，则R的频率为$\frac{2}{3}$，r的频率为$\frac{1}{3}$．随机授粉所得RR占$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{3}$=$\frac{4}{9}$，故后代中纯合矮秆抗病植株hhRR概率为$\frac{4}{27}$．
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基因突变频率很低而且是不定向的    
②$\frac{4}{27}$

点评 本题综合考查了基因突变及基因的自由组合定律，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲理解和应用层次的考查．