Question

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、分裂葉植株所占比例為

 

．
（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

考點(diǎn)：基因的自由組合規(guī)律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用,DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn),低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)

專(zhuān)題：

分析：在野生型青蒿的稈色和葉型這兩對(duì)性狀中，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．

解答： 解：（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

3

8

，即P（A_B_）=

3

8

，由于兩對(duì)基因自由組合，可分解成

1

2

和

3

4

，所以一對(duì)基因是測(cè)交，一對(duì)基因是雜合子自交，即親本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb．當(dāng)親本為AaBb×aaBb時(shí)，F(xiàn)1中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為P（aabb）=

1

2

×

1

4

=

1

8

．
（2）根據(jù)題意，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低溫抑制紡錘體形成，四倍體青蒿（36）與野生型青蒿（18）雜交后代體細(xì)胞的染色體數(shù)為 27．
（3）①根據(jù)DNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，（G+T）/（A+C）在兩條單鏈中是互為倒數(shù)的，所以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）=

3

2

．
②由圖分析可知，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)K和M（內(nèi)含子片段）． 
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，DNA對(duì)應(yīng)的堿基為148-150位，則該基因突變發(fā)生的區(qū)段是L（編碼區(qū)的外顯子）．
故答案是：
（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．

點(diǎn)評(píng)：本題考查基因的自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)、低溫誘導(dǎo)染色體加倍實(shí)驗(yàn)等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，意在考查學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生識(shí)圖作答、判斷基因型和表現(xiàn)型的能力．