Question

【題目】中國科學家屠呦呦獲得2015諾貝爾生理學或醫學獎的獲獎理由是“有關瘧疾新療法的發現”——可以顯著降低瘧疾患者死亡率的青蒿素。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（2）低溫抑制紡錘體形成 27

（3）①②K和M ③L

【解析】（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3/8，即A_B_占3/8。由于兩對基因自由組合，所以親本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。當親本為AaBb×aaBb時，F1中紫紅稈、分裂葉植株aabb所占比例為1/2ｘ1/4=1/8；當親本為AaBb×Aabb時，F1中紫紅稈、分裂葉植株aabb所占比例為1/2ｘ1/4=1/8。即無論親本組合是上述哪一種，F1中紫紅稈、分裂葉植株所占比例都為1/8。

（2） 低溫處理抑制紡錘體形成，導致細胞染色體不分離。四倍體青蒿產生的配子中含有兩個染色體組，野生型青蒿產生的配子中含有兩個染色體組，雜交后代體細胞為三個染色體組，染色體數為27。

（3）①若該基因一條鏈上四種含氮堿基的比例為（G1＋T1）/（ A1＋C1）＝2/3 ,根據堿基互補配對原則,其互補鏈中（G2＋T2）/（ A2＋C2）＝（C1＋A1）/（ T1＋A1）＝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）和不編碼蛋白質的序列——內含子（圖示K、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。基因中的每3對連續脫氧核苷酸決定一個氨基酸，因此該基因突變發生在L區段內。