Question

13．中國(guó)女科學(xué)家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命．研究人員已經(jīng)弄清了青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑（如圖中實(shí)線方框內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生合成青蒿酸的中間產(chǎn)物FPP（如圖中虛線方框內(nèi)所示）．

（1）在FPP合成酶基因表達(dá)過(guò)程中，mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，完成過(guò)程②需要的物質(zhì)有氨基酸、ATP、tRNA核糖體等物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的參與．
（2）根據(jù)圖示代謝過(guò)程，科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細(xì)胞過(guò)程中，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入什么基因？ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．
（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，這些基因能正常表達(dá)，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇．
（4）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或AaBb×Aabb，該F₁代中紫紅稈、分裂葉植株占所比例為$\frac{1}{8}$．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中實(shí)線方框中表示青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑，青蒿素的合成需要FPP合成酶、ADS酶和CYP71AV1酶．虛線方框表示酵母細(xì)胞合成FPP合成酶及固醇的過(guò)程，酵母細(xì)胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，因此其不能合成青蒿素．

解答 解：（1）圖中①表示轉(zhuǎn)錄過(guò)程，該過(guò)程產(chǎn)生的mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；②是翻譯過(guò)程，該過(guò)程需要的條件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖體（場(chǎng)所）、酶等．
（2）由圖可知，酵母細(xì)胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細(xì)胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．
（3）由圖可知，酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成了固醇，因此將相關(guān)基因?qū)�入酵母菌后，即使這些基因能正常表達(dá)，酵母菌合成的青蒿素仍很少．
（4）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，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$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$=$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{4}$，由于兩對(duì)基因自由組合，所以親本可能是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）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$；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）=$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．可見(jiàn)，無(wú)論親本組合是上述哪一種，F(xiàn)₁中紫紅稈、分裂葉植株所占比例都為$\frac{1}{8}$．
故答案為：
（1）核孔    氨基酸     ATP     tRNA   核糖體
（2）ADS酶基因、CYP71AV1酶基因
（3）酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇
（4）9    AaBb×aaBb或AaBb×Aabb    $\frac{1}{8}$

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識(shí)記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程、場(chǎng)所、條件及產(chǎn)物等；掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能運(yùn)用逐對(duì)分析法解題；同時(shí)還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．