中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因 C 控制。回答下列问题 :

(1) 突变型 1 叶片为黄色，由基因 C 突变为 C ₁ 所致，基因 C ₁ 纯合幼苗期致死。突变型 1 连续自交 3 代， F ₃ 成年植株中黄色叶植株占 。

(2) 测序结果表明，突变基因 C ₁ 转录产物编码序列第 727 位碱基改变，由 5 ＇ -GAGAG-3 ＇变为 5 ＇ -GACAG-3 ＇，导致第 位氨基酸突变为 ，从基因控制性状的角度解释突变体叶片变黄的机理 。（部分密码子及对应氨基酸 :GAG 谷氨酸 ;AGA 精氨酸 ;GAC 天冬氨酸 ;ACA 苏氨酸 ;CAG 谷氨酰胺）

(3) 由 C 突变为 C ₁ 产生了一个限制酶酶切位点。从突变型 1 叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳（电泳条带表示特定长度的 DNA 片段），其结果为图中 （填 “I”“Ⅱ” 或 “Ⅲ” ）。

(4) 突变型 2 叶片为黄色，由基因 C 的另一突变基因 C ₂ 所致。用突变型 2 与突变型 1 杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占 50% 。能否确定 C ₂ 是显性突变还是隐性突变 ? （填 “ 能 ” 或 “ 否 ” ），用文字说明理由 。

答案

(1)2/9

(2)     243 谷氨酰胺     基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄

(3)Ⅲ

(4) 能     若 C ₂ 是隐性突变，则突变型 2 为纯合子，则子代 CC ₂ 表现为绿色， C ₁ C ₂ 表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占 50% 。若突变型 ₂ 为显性突变，突变型 2 （ C ₂ C ）与突变型 1 （ CC1 ）杂交，子代表型及比例应为黄 ∶ 绿 =3∶1 ，与题意不符

【分析】（ 1 ）基因突变具有低频性，一般同一位点的两个基因同时发生基因突变的概率较低；

（ 2 ） mRNA 中三个相邻碱基决定一个氨基酸，称为一个密码子。

【详解】（ 1 ）突变型 1 叶片为黄色，由基因 C 突变为 C ₁ 所致，基因 C ₁ 纯合幼苗期致死，说明突变型 1 应为杂合子， C ₁ 对 C 为显性，突变型 1 自交 1 代，子一代中基因型为 1/3CC 、 2/3CC ₁ ，子二代中 3/5CC 、 2/5CC ₁ ， F ₃ 成年植株中黄色叶植株占 2/9 。

（ 2 ）突变基因 C ₁ 转录产物编码序列第 727 位碱基改变，由 5 ＇ -GAGAG-3 ＇变为 5 ＇ -GACAG-3 ＇，突变位点前对应氨基酸数为 726/3=242 ，则会导致第 243 位氨基酸由谷氨酸突变为谷氨酰胺。叶片变黄是叶绿体中色素含量变化的结果，而色素不是蛋白质，从基因控制性状的角度推测，基因突变影响与色素形成有关酶的合成，导致叶片变黄。

（ 3 ）突变型 1 应为杂合子，由 C 突变为 C ₁ 产生了一个限制酶酶切位点。 Ⅰ 应为 C 酶切、电泳结果， II 应为 C ₁ 酶切、电泳结果，从突变型 1 叶片细胞中获取控制叶片颜色的基因片段，用限制酶处理后进行电泳，其结果为图中 Ⅲ 。

（ 4 ）用突变型 2 （ C ₂ _ ）与突变型 1 （ CC ₁ ）杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占 50% 。若 C ₂ 是隐性突变，则突变型 2 为纯合子，则子代 CC ₂ 表现为绿色， C ₁ C ₂ 表现为黄色，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占 50% 。若突变型 2 为显性突变，突变型 2 （ C ₂ C ）与突变型 1 （ CC ₁ ）杂交，子代表型及比例应为黄 ∶ 绿 =3∶1 ，与题意不符。故 C ₂ 是隐性突变。