Question

20．某二倍体植物的花色受独立遗传且完全显性的两对基因（用Dd、Rr表示）控制．研究发现，体细胞中r基因数多于R时，R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（其他基因数量与染色体均正常）如图所示：

（1）正常情况下，图甲中红花植株的基因型有4种．某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，子代中表现型的比例为3：1或9：7（1：3或7：9）．
（2）突变体①、②、③的花色相同，这说明花色素的合成量与体细胞内基因（R与r）的数量有关，此变异被称为染色体变异．对R与r基因的mRNA进行研究，发现其末端序列存在差异，如图乙所示．二者编码的氨基酸在数量上发生了改变，相差4个氨基酸（起始密码子位置相同，UAA、UAG与UGA为终止密码子），其直接原因是在r的mRNA中提前出线终止密码子．

Answer 1

分析 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D的表达，所以形成红色物质的基因组成为iiD_-R_-．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R、rr、Rr、r四种配子，比例为1：1：1：1；突变体②减数分裂可产生R、Rr、rr、r四种配子，比例为1：2：1：2；突变体③减数分裂可产生R、rr两种配子，比例为1：1．

解答 解：（1）正常情况下，图1中红花植株的基因型有iiDDRR、iiDdRR、iiDDRr和iiDdRd共4种．某正常红花植株自交后代出现了两种表现型，如果是iiDdRR或iiDDRr，则子代中表现型的比例为3：1；如果是iiDdRd，则子代中表现型的比例为9：7．
（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R或r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R与r的数量有关，以上变异属于染色体变异．对R与r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R的mRNA上为C，而在r的mRNA上为G；又UAG为终止密码子．说明在r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．
故答案为：
（1）4   3：1或 9：7 （1：3 或 7：9）
（2）基因（R与r）的数量     染色体变异      4        在r的mRNA中提前出线  终止密码子

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．