Question

【題目】青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)為18），通過(guò)傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代生物技術(shù)可培育高青蒿素含量的植株。請(qǐng)回答以下相關(guān)問(wèn)題：

（1）假設(shè)野生型青蒿白青稈（A）對(duì)紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對(duì)分裂葉（ｂ）為顯性，兩對(duì)性狀獨(dú)立遺傳，則野生型青蒿最多有　　　　　　種基因型；若F１代中白青稈，稀裂葉植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為　　　　，該F１代中紫紅稈、分裂葉植株占比例為　　　　　　。

（2）四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低溫處理野生型青蒿正在有絲分裂的細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致染色體不分離，從而獲得四倍體細(xì)胞并發(fā)育成植株。推測(cè)低溫處理導(dǎo)致細(xì)胞染色體不分離的原因是　　　　　　　，四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細(xì)胞的染色體數(shù)為　　　。

（3）從青蒿中分離了cyp基因（題31圖為基因結(jié)構(gòu)示意圖），其編碼的CYP酶參與青蒿素合成。①若該基因一條單鏈中（G+T）/（A+C）=2/3，則其互補(bǔ)鏈中（G+T）/（A+C）= 。②若該基因經(jīng)改造能在大腸桿菌中表達(dá)CYP酶，則改造后的cyp基因編碼區(qū)無(wú) （填字母）。③若cyp基因的一個(gè)堿基對(duì)被替換，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸變成纈氨酸，則該基因突變發(fā)生的區(qū)段是 （填字母）。

Answer 1

【答案】（1）9 AaBb×aaBb、AaBb×Aabb 1/8 （2）低溫抑制紡錘體形成 27 （3）① 3/2 ②K和M ③L

【解析】

1、減數(shù)分裂和有絲分裂：

2、基因自由組合定律的一般特點(diǎn)：

（1）在野生型青蒿的稈色和葉型這兩對(duì)性狀中，控制各自性狀的基因型各有3種（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制這兩對(duì)性狀的基因是獨(dú)立遺傳的，基因間可自由組合，故基因型共有3×3＝9種。F1中白青稈、稀裂葉植株占1/8，即P（A-B-）＝1/8，由于兩對(duì)基因自由組合，可分解成1/2×1/4或1/4×1/2，即親本可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb。當(dāng)親本為AaBb×Aabb時(shí)，F1中紅稈、分裂葉植株所占比例為P（aabb）＝1/4×1/2＝1/8。即無(wú)論親本組合是上述哪一種，中此紅稈、分裂葉植株所占比例都為1/8。

（2）低溫可以抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞內(nèi)的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制但不發(fā)生分離，從而使染色體數(shù)目加倍。若四倍體青蒿（細(xì)胞內(nèi)的染色體是二倍體青蒿的2倍，有18×2＝36條染色體）與野生型的二倍體青蒿雜交，前者產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中有18條染色體，后者產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中有9條染色體，兩者受精發(fā)育而成的后代體細(xì)胞中有27條染色體。

（3）①若該基因一條鏈上（G1+T1）/（A1+C1）=2/3，則其互補(bǔ)鏈中（G2+T2）/（A2+C2）= （A1+C1）/（G1+T1）的比例為3/2。

②與原核生物的基因結(jié)構(gòu)相比，真核生物基因的編碼區(qū)是不連續(xù)的，由能夠編碼蛋白質(zhì)的序列——外顯子（圖示J、L、N區(qū)段）和不編碼編碼蛋白質(zhì)的序列——內(nèi)含子（圖示、M區(qū)段）間隔而構(gòu)成，而原核生物的基因編碼區(qū)中不存在內(nèi)含子區(qū)段。為了使該基因能在大腸桿菌（原核生物）中表達(dá)，應(yīng)當(dāng)將內(nèi)含子區(qū)段去掉。

③cyp基因中只有編碼區(qū)的外顯子區(qū)段能編碼蛋白質(zhì)，該基因控制合成的cyp酶的第50位由外顯子的第150、151、152對(duì)脫氧核苷酸（3×50＝150，基因中的每3對(duì)連續(xù)脫氧核苷酸決定一個(gè)氨基酸）決定，因此該基因突變發(fā)生在L區(qū)段內(nèi)（81＋78＝159）。