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，體細胞染色體數為18），通過傳統育種和現代生物技術可培育高青蒿素含量的植株。請回答以下相關問題：

（1）假設野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對分裂葉（ｂ）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，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胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發育成植株。推測低溫處理導致細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胞的染色體數為　　　。

（3）從青蒿中分離了cyp基因（題31圖為基因結構示意圖），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，則其互補鏈中（G+T）/（A+C）= 。②若該基因經改造能在大腸桿菌中表達CYP酶，則改造后的cyp基因編碼區無 （填字母）。③若cyp基因的一個堿基對被替換，使CYP酶的第50位氨基酸由谷氨酸變成纈氨酸，則該基因突變發生的區段是 （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、減數分裂和有絲分裂：

2、基因自由組合定律的一般特點：

（1）在野生型青蒿的稈色和葉型這兩對性狀中，控制各自性狀的基因型各有3種（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制這兩對性狀的基因是獨立遺傳的，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。當親本為AaBb×Aabb時，F1中紅稈、分裂葉植株所占比例為P（aabb）＝1/4×1/2＝1/8。即無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，使細胞內的染色體經過復制但不發生分離，從而使染色體數目加倍。若四倍體青蒿（細胞內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，前者產生的生殖細胞中有18條染色體，后者產生的生殖細胞中有9條染色體，兩者受精發育而成的后代體細胞中有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構相比，真核生物基因的編碼區是不連續的，由能夠編碼蛋白質的序列——外顯子（圖示J、L、N區段）和不編碼編碼蛋白質的序列——內含子（圖示、M區段）間隔而構成，而原核生物的基因編碼區中不存在內含子區段。為了使該基因能在大腸桿菌（原核生物）中表達，應當將內含子區段去掉。

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