Question

10．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．請回答以下相關(guān)問題：
（1）假設(shè)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(dú)立遺傳，則野生型青蒿最多有9種基因型；若F₁代中白青稈、稀裂葉植株所占比例為$\frac{3}{8}$，則其雜交親本的基因型組合為AaBb×aaBb、AaBb×Aabb，該F₁代中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為$\frac{1}{8}$．
（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，四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細(xì)胞的染色體數(shù)為27．
（3）從青蒿中分離了cyp基因（下圖為基因結(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）=$\frac{2}{3}$，則其互補(bǔ)鏈中（G+T）：（A+C）=$\frac{3}{2}$．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K和M（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(fā)生的區(qū)段是L（填字母）．

Answer 1

分析 1、由題意知，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(dú)立遺傳，因此遵循基因的自由組合定律；由于自由組合定律同時遵循分離定律，因此可以將自由組合問題轉(zhuǎn)化成若干個分離定律問題進(jìn)行解答．
2、DNA是由兩條鏈組成的，兩條鏈上的堿基遵循A與T配對、G與C配對的堿基互補(bǔ)配對原則，配對的堿基相等．
3、低溫誘導(dǎo)多倍體形成的原理是低溫抑制紡錘體的形成，抑制細(xì)胞正常的分裂而使細(xì)胞內(nèi)的染色體加倍．

解答 解：（1）對于A（a）基因來說，該種群的基因型是AA、Aa、aa三種基因型，對于B（b）基因來說，該種群中的基因型是BB、Bb、bb三種基因型，由于兩對等位基因自由組合，因此對于兩對等位基因來說基因型共有3×3=9種；F₁代中白青稈稀裂葉植株所占比例為$\frac{3}{8}$，而$\frac{3}{8}=\frac{1}{2}×\frac{3}{4}$，因此可能是一對雜合子自交、一對是測交實驗，親本基因型可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb．該F₁代中紫紅稈、分裂葉植株aabb所占比例為$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}=\frac{1}{8}$．
（2）低溫抑制紡錘體形成而使染色體加倍，四倍體的配子含有兩個染色體組，二倍體的配子含有1個染色體組，四倍體與二倍體雜交形成的三倍體含有3個染色體組，2n=18，說明一個染色體組是9條染色體，因此三倍體中的染色體數(shù)目是27條．
（3）①在DNA分子雙鏈中，G與C配對，A與T配對，若該基因一條單鏈中（G+T）：（A+C）=$\frac{2}{3}$，則其互補(bǔ)鏈中該比例為其倒數(shù)，即（G+T）：（A+C）=$\frac{3}{2}$．
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K和M（內(nèi)含子片段）． 
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，DNA對應(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）．
故答案為：
（1）9  AaBb×aaBb、AaBb×Aabb   $\frac{1}{8}$
（2）低溫抑制紡錘體形成  27
（3）①$\frac{3}{2}$    ②K和M    ③L

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