Question

19．豌豆（2n=14）是严格自花传粉植物．矮茎、白花和皱粒均为隐性突变性状，相关基因及其染色体关系如表所示，请分析回答问题：

性状	野生/突变性状	相关基因	基因所在染色体
种子形状	圆粒/皱粒	R/r	Ⅴ
茎节长度	高茎/矮茎	L/l	Ⅲ
花的颜色	红花/白花	A/a	Ⅱ

（1）R基因能通过控制淀粉分支酶促进葡萄糖、蔗糖等合成淀粉，种子形状为圆粒，因此新鲜的皱粒豌豆（圆粒豌豆/皱粒豌豆）口感更甜．本实例中，R基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制性状．
（2）隐性突变基因1有三种类型（1₁、1₂、1₃），它们的表达产物与L基因的表达产物区别在于：
l₁：第229位，丙氨酸→苏氨酸
l₂：第229位，丙氨酸→苏氨酸；缺少第376位以后的氨基酸
l₃：第276位，组氨酸→络氨酸
1₁、1₂、1₃基因在突变过程中均发生过碱基对的替换，其中，1₂可能突变自上述基因中的l₁．1₂第376位以后无氨基酸，最可能的原因是基因突变导致mRNA上出现终止密码子．
（3）野生型豌豆与矮茎、白花、皱粒豌豆杂交，子二代中表现型共有8种，其中杂合植株占$\frac{1}{8}$；若去除子二代的矮茎植株，子二代中L的基因频率为$\frac{2}{3}$．
（4）赤霉素具有促进节间伸长的作用，豌豆植株矮化的原因可能是由于1基因不能控制合成赤霉素造成的，相关实验设计如下：
①剪取等量高茎和矮茎豌豆植株的茎节，提取并测量茎节中赤霉素的含量．若矮茎豌豆茎节中不含赤霉素或赤霉素含量低，说明上述推测合理．
②单独种植矮茎豌豆，幼苗期一半（甲）定期喷洒适量的赤霉素，一半（乙）不做处理．成株后测量平均株高．若甲的平均株高大于乙的平均株高，说明上述推测合理．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：豌豆种子形状、茎节长度和花的颜色的相关基因分别位于Ⅴ、Ⅲ、Ⅱ染色体上，说明遵循基因的自由组合定律．基因对性状的控制：
（1）通过控制酶的结构来控制代谢这程，从而控制生物的性状．
（2）通过控制蛋白质的分子结构来直接影响性状．

解答 解：（1）由于R基因能通过控制淀粉分支酶促进葡萄糖、蔗糖等合成淀粉，种子形状为圆粒，因此新鲜的皱粒豌豆中葡萄糖、蔗糖含量较多，口感更甜．本实例中，R基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制性状．
（2）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换．根据隐性突变基因1三种类型的表达产物与L基因的表达产物区别，可判断1₁、1₂、1₃基因在突变过程中均发生过碱基对的替换．其中，l₂：第229位，丙氨酸→苏氨酸；缺少第376位以后的氨基酸，所以1₂可能突变自上述基因中的l₁．1₂第376位以后无氨基酸，最可能的原因是基因突变导致mRNA上出现了终止密码子．
（3）由于野生型豌豆与矮茎、白花、皱粒豌豆杂交，共含3对相对性状，所以子二代中表现型共有2×2×2=8种，其中杂合植株占$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．若去除子二代的矮茎植株，子二代中L的基因频率为$\frac{2}{3}$．
（4）赤霉素具有促进节间伸长的作用，豌豆植株矮化的原因可能是由于1基因不能控制合成赤霉素造成的，相关实验设计如下：
①剪取等量高茎和矮茎豌豆植株的茎节，提取并测量茎节中赤霉素的含量．若矮茎豌豆茎节中不含赤霉素或赤霉素含量低，说明上述推测合理．
②单独种植矮茎豌豆，幼苗期一半（甲）定期喷洒适量的赤霉素，一半（乙）不做处理．成株后测量平均株高．若甲的平均株高大于乙的平均株高，说明上述推测合理．
故答案为：
（1）皱粒豌豆  代谢
（2）替换      l₁     终止密码子
（3）8       $\frac{1}{8}$      $\frac{2}{3}$
（4）不含赤霉素或赤霉素含量低     甲的平均株高大于乙的平均株高

点评 本题考查基因自由组合定律和基因突变、植物激素的相关知识，意在考查学生的图表分析能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．