Question

图1为某基因编码蛋白质的氨基酸序列示意图，①②③为该基因三种变异类型。图2为某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b。图3为在某基因型为AA的二倍体水稻根尖中发现的一个细胞(图中Ⅰ、Ⅱ表示该细胞中部分染色体，其他染色体均正常)。请回答以下问题：

(1)若图1中②处碱基对A－T替换为G－C，则编码的蛋白质第100位赖氨酸变为__________。若③处碱基对G－C替换为A－T，则生物的性状未改变，由于密码子编码氨基酸具有________性。若①处插入碱基对G－C，②处缺失碱基对A－T，③处碱基对G－C被替换，其中对生物性状影响最小的是__________处。

(2)若以图2所示植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状，应是减数第一次分裂时__________________________导致的。

(3)图3中该细胞一定发生了____________________________________________，一定没有发生__________。

Answer

谷氨酸 简并 ③ 同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换 染色体变异、基因突变 基因重组

【解析】试题分析：分析图1：因甘氨酸密码子是GGG，赖氨酸密码子是：AAA、AAG，谷氨酰胺密码子是：CAG、CAA，结合WNK4基因部分碱基序列及其编码蛋白质的部分氨基酸序列，可以判断WNK4基因上方那条链是编码链（下方是模板链），它和mRNA上的碱基序列相同，只是在基因编码链上是T的位置，在mRNA上是U；分析图2：正常情况下，该植株为父本产生的花粉粒有B、b两种，由于获得该缺失染色体的花粉不育（即B），因此正常的测交结果后代应全表现为白色性状。后代中部分出现红色性状，说明此时发生了变异，这种变异最有可能来源为非姐妹染色单体之间是发生了交叉互换。分析图3，已知该个体的基因型为AA，而图中出现了a，说明发生了基因突变，又因为图中另一对同源染色体出现了三条，说明发生了染色体数目的变异。

（1）若②处碱基对A-T替换为G-C，编码链（或mRNA）碱基序列为：…GGG/GAG/CAG/…，相应蛋白质中氨基酸序列为：…甘氨酸（99）-谷氨酸（100）-谷氨酰胺（101）；若③处碱基对G－C替换为A－T，密码子由AAG变为AAA，由于密码子的简并性，所以生物的性状未改变；根据以上分析可知，若①处插入碱基对G－C，②处缺失碱基对A－T，③处碱基对G－C被替换，其中对生物性状影响最小的是③处。

（2）在以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状，最可能的原因是非姐妹染色单体之间是发生了交叉互换，即减数第一次分裂的前期同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉互换，缺失染色体上的B基因交换到正常染色体上，从而产生了带有B基因的正常雄配子。

（3）根据以上分析已知，图3中该细胞一定发生了基因突变和染色体数目的变异，但是同源染色体没有分离，所以一定没有发生基因重组。

【点睛】解答本题的关键是对图1的分析，根据碱基互补配对原则，先根据赖氨酸的密码子确定DNA分子下面一条链是模板链，再根据基因结构和氨基酸种类先确定密码子的排列顺序。