Question

7．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（2n=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，則野生型青蒿關(guān)于桿的顏色和葉形最多有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(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．四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細(xì)胞的染色體數(shù)為27，該后代不育的原因是在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂．
（3）從青蒿中分離了cyp基因，其編碼的cyp酶參與青蒿素合成．
①該事例說(shuō)明基因通過(guò)控制酶的合成控制代謝，進(jìn)而控制生物的性狀．
②若該基因一條單鏈中$\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{2}{3}$，則其互補(bǔ)鏈中$\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{3}{2}$．
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?yōu)槔i氨酸，則該變異稱為基因突變．

Answer 1

分析 根據(jù)題意分析可知：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，符合基因的自由組合定律．明確知識(shí)點(diǎn)，梳理相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合問(wèn)題的具體提示綜合作答．
下列子代表現(xiàn)型及比例與親代雜交組合的關(guān)系也可以輔助答題．

子代表現(xiàn)型比例	親代基因型
3：1	Aa×Aa
1：1	Aa×aa
9：3：3：1	AaBb×AaBb
3：3：1：1	AaBb×aaBb或AaBb×Aabb

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 $\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，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）=$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．即無(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 $\frac{1}{8}$．
（2）低溫可以抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞內(nèi)的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制但不發(fā)生分離，從而使染色體數(shù)目加倍．若四倍體青蒿（細(xì)胞內(nèi)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(chǎn)生的生殖細(xì)胞中有18條染色體，后者產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中有9條染色體，兩者受精發(fā)育而成的后代體細(xì)胞中有27條染色體．由于染色體為奇數(shù)，在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，故該后代不育．
（3）①該事例是通過(guò)控制酶的合成控制代謝過(guò)程進(jìn)而控制生物的性狀，屬于間接控制．
②在DNA分子雙鏈中，G與C配對(duì)，A與T配對(duì)，所以若該基因一條單鏈中 $\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{2}{3}$，則其互補(bǔ)鏈中該比例為其倒數(shù)，即 $\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{3}{2}$．
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?yōu)槔i氨酸，則該變異稱為基因突變．
故答案為：
（1）9      AaBb×aaBb      AaBb×Aabb       $\frac{1}{8}$
（2）低溫抑制紡錘體形成  27   減數(shù)分裂
（3）①酶的合成控制代謝      
②$\frac{3}{2}$   
③基因突變

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因自由組合定律的應(yīng)用和多倍體育種的相關(guān)知識(shí)，解題的關(guān)鍵是運(yùn)用分離定律來(lái)分析題干信息，屬于中檔題．