Question

10．?dāng)M南芥（2N=10）是植物中一種模式植物．其2號(hào)染色體上的突變基因A能使擬南芥植株提前開(kāi)花（簡(jiǎn)稱早花，與晚花是一對(duì)相對(duì)性狀）．野生型基因a情況如圖一所示．據(jù)圖回答：（起始密碼子：AUG、GUG；終止密碼子：UAA、UAG、UGG）

（1）據(jù)圖一所示（箭頭方向代表核糖體在mRNA移動(dòng)方向），a基因突變成A基因的原因是發(fā)生了堿基的替換；突變后生成的多肽鏈長(zhǎng)度的變化是變短，原因是mRNA中密碼子由UUG變成了UGG，UUG是決定氨基酸的密碼子，而UGG是終止密碼子，所以該突變會(huì)導(dǎo)致肽鏈長(zhǎng)度變短．
（2）為了進(jìn)一步研究A基因的功能，科學(xué)家選了基因型為aa的植株作為材料，進(jìn)行轉(zhuǎn)基因研究．對(duì)照組用已導(dǎo)入空載體的農(nóng)桿菌感染，實(shí)驗(yàn)組用已導(dǎo)入A基因的農(nóng)桿菌感染．成功導(dǎo)入后再用植物組織培養(yǎng)的方法各得到100株幼苗．在相同且適宜的條件下培養(yǎng)幼苗，植株的開(kāi)花率隨發(fā)育時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖二所示，則實(shí)驗(yàn)組是曲線②．在32天時(shí)，該曲線所示的開(kāi)花率未能達(dá)到100%，原因可能是部分植株細(xì)胞內(nèi)的A基因沒(méi)有成功表達(dá)或表達(dá)的量不足．
（3）A基因的表達(dá)受到3號(hào)染色體上的M基因的抑制．已知M基因?qū)�a基因沒(méi)有影響，用基因型為AaMm的植株自交培育早花純種，后代（F₁）植株開(kāi)花的表現(xiàn)型及比例為3：13．F₁早花的植株自交后代中符合要求的純合子比例是$\frac{1}{2}$．

Answer 1

分析 分析圖一可知，a基因突變成A基因的原因是堿基A變成了C，發(fā)生了堿基替換；由于A變成了C，導(dǎo)致mRNA中密碼子由UUG變成了UGG．
植株的開(kāi)花率隨發(fā)育時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖二所示，據(jù)此答題．

解答 解：（1）分析圖一可知，a基因突變成A基因的原因是堿基A變成了C，發(fā)生了堿基替換；由于A變成了C，導(dǎo)致mRNA中密碼子由UUG變成了UGG，UUG是決定氨基酸的密碼子，而UGG是終止密碼子，所以該突變會(huì)導(dǎo)致肽鏈長(zhǎng)度變短．
（2）對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置應(yīng)遵循單一變量原則，根據(jù)題意，本實(shí)驗(yàn)是為了研究A基因的功能，所以是否含有A基因是自變量；對(duì)照組用已導(dǎo)入空載體的農(nóng)桿菌感染，則實(shí)驗(yàn)組應(yīng)該用已導(dǎo)入A基因的農(nóng)桿菌感染．根據(jù)題意可知，基因A能使擬南芥植株提前開(kāi)花，所以實(shí)驗(yàn)組植株發(fā)育時(shí)間應(yīng)短于對(duì)照組，即曲線②為實(shí)驗(yàn)組．在32天時(shí)，該曲線所示的開(kāi)花率未能達(dá)到100%，原因可能是部分植株細(xì)胞內(nèi)的A基因沒(méi)有成功表達(dá)或表達(dá)的量不足．
（3）根據(jù)題意，兩對(duì)基因遵循自由組合定律遺傳，則用基因型為AaMm的植株自交培育早花純種，后代（F1）植株的基因型及比例是A_M_：A_mm：aaM_：aamm=9：3：3：1，由于A基因的表達(dá)受到3號(hào)染色體上的M基因的抑制，M基因?qū)�a基因沒(méi)有影響，所以F₁植株的開(kāi)花的表現(xiàn)型及比例為早花（A mm）：晚花（A_M_+aaM_+aamm）=3：13．F₁早花的植株（AAmm：Aamm=1：2）自交后代中符合要求的純合子（AAmm）比例是$\frac{1}{3}$×1+$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{2}$．
故答案為：
（1）替換 變短 mRNA中密碼子由UUG變成了UGG，UUG是決定氨基酸的密碼子，而UGG是終止密碼子，所以該突變會(huì)導(dǎo)致肽鏈長(zhǎng)度變短
（2）A基因 ②部分植株細(xì)胞內(nèi)的A基因沒(méi)有成功表達(dá)或表達(dá)的量不足
（3）早花：晚花=3：13 $\frac{1}{2}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因突變、基因功能的實(shí)驗(yàn)探究及自由組合定律的應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系；能設(shè)計(jì)并分析實(shí)驗(yàn)解決簡(jiǎn)單生物學(xué)問(wèn)題的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理判斷或得出正確結(jié)論的能力．