Question

10．以一个有正常叶舌的小麦纯系种子为材料，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）的后代分离出无叶舌突变株，且正常株与突变株的分离比例均接近3：1，这些叶舌突变型都能真实遗传．请回答：
（1）上述试验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的特点． 甲和乙的后代均出现3：1的分离比，表明辐射处理最可能导致甲、乙中各有一（一、二或多）个基因发生突变．
（2）下图是正常叶舌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“…甲硫氨酸一丝氨酸一谷氨酸一丙氨酸一天冬氨酸一酪氨酸…”（甲硫氨酸的密码子是AUG，丝氨酸的密码子是UCU、UCC、UCA、UCG，酪氨酸的密码子是UAC、UAU，终止密码子是UAA、UAG、UGA）．
研究发现，某突变株的形成是由于该片段2处（填“1”或“2”）的C∥G替换成了A∥T，结果导致基因表达时提早出现终止密码子．
（3）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，则其中无叶舌突变类型的比例为$\frac{1}{6}$．
（4）现要研究甲、乙两株叶舌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、乙后代的无叶舌突变株进行单株杂交，统计F₁的表现型及比例进行判断：
①若F₁全为无叶舌突变株，则甲乙两株叶舌突变是发生在一对基因上；
②若F₁全为正常叶舌植株，则甲乙两株叶舌突变是发生在两对基因上．
请用遗传图解说明第②种情况．（基因符号用A/a，B/b表示，要求写出配子）

Answer 1

分析 1、由题意知，常叶舌的小麦纯系种子为材料，进行辐射处理，属于诱变育种，诱变育种的原理是基因突变，由于基因突变具有不定向和低频性特点，因此诱变育种需要处理大量的实验材料才也可能获得所需要的性状；jia、乙植株是有舌叶，自交后代发生性状分离，出现3：1的性状分离比，说明有舌叶对无舌叶是显性性状．
2、由题意知，甲硫氨酸的密码子AUG，对应的基因的模板链的碱基序列是TAC，因此转录过程是以b链为模板进行的；终止密码子是UAA、UAG、UGA，对应的基因中的碱基序列是ATT、ATC、ACT，如果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，形成的蛋白质的氨基酸序列变短；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．

解答 解：（1）由于基因突变具有不定向性和低频性，因此诱变育种需要用到大量的种子，甲和乙的后代均出现3：1的分离比，相当于一对相对性状的杂合子自交实验结果，因此最可能导致甲乙各有一个基因发生突变．
（2）由分析可知，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．
（3）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，则其中无叶舌突变类型的比例为aa=$\frac{1}{3}×\frac{1}{2}=\frac{1}{6}$．
（4）①如果甲乙两株叶舌突变是发生在一对基因上，则甲、乙后代中无舌叶的基因型是aa、aa，杂交后代都是aa，表现为无舌叶．
②如果甲乙两株叶舌突变是发生在两对基因上，则甲、乙后代中无舌叶的基因型是aaBB、AAbb，杂交后代的基因型是AaBb，都表现为有舌叶，遗传图解如下：

故答案为：
（1）低频     一
（2）2     提早出现终止密码子（翻译提前终止等其它类似叙述也给分）
（3）$\frac{1}{6}$ 
（4）①F₁全为无叶舌突变株；  
 ②F₁全为正常叶舌植株
遗传图解：

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，形成知识网络，并应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．