Question

12．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）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(fā)育成植株，推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是低溫抑制紡錘體形成．有研究者開展四倍體青蒿染色體核型分析實驗，主要步驟如下：

實驗過程中用1mol•L^-1HCl解離的目的是使組織細胞相互分離．鏡檢時，應不斷移動裝片，以尋找處于中期且染色體分散良好的細胞進行拍照．
（2）四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數為27，雜交后代一般不育，原因是減數分裂過程中聯(lián)會紊亂，不能正常產生配子．為了進一步驗證上述推論，可以優(yōu)先選用④ （①花萼 ②花瓣  ③雌蕊  ④花藥  ⑤花芽，填序號）作為實驗材料進行顯微觀察．
（3）從青蒿中分離了cyp基因，其編碼的CYP酶參與青蒿素合成，利用基因工程技術可使大腸桿菌中表達CYP酶．其中cyp基因作為目的基因，質粒作為運載體，二者通常需要用相同的限制酶切割后連接成重組載體．

Answer 1

分析 1、低溫可以抑制紡錘體的形成，使細胞內的染色體經過復制但不發(fā)生分離，從而使染色體數目加倍，這屬于染色體變異，染色體變異可以通過顯微鏡觀察到．
2、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲��；②基因表達載體的構建；③將目的基因導入受體細胞；④目的基因的檢測與表達．其中基因表達載體的構建是基因工程的核心步驟，該過程需要限制酶和DNA連接酶．

解答 解：（1）低溫可以抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成，使細胞內的染色體經過復制但不發(fā)生分離，從而使染色體數目加倍；實驗過程中用1mol•L^-1HCl解離的目的是使組織細胞相互分離；鏡檢時，由于中期細胞染色體形態(tài)固定、數目清晰，所以應不斷移動裝片，以尋找處于中期且染色體分散良好的細胞進行拍照．
（2）野生型青蒿為二倍體，體細胞染色體數為18；四倍體青蒿的體細胞染色體數為36，所以四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數為27．由于雜交后代的細胞中染色體為奇數，在減數分裂過程中聯(lián)會紊亂，不能正常產生配子，所以一般不育．為了進一步驗證上述推論，可以優(yōu)先選用④花藥作為實驗材料進行顯微觀察．
（3）從青蒿中分離了cyp基因，其編碼的CYP酶參與青蒿素合成，利用基因工程技術可使大腸桿菌中表達CYP酶．其中cyp基因作為目的基因，質粒作為運載體，二者通常需要用相同的限制酶切割后連接成重組載體．
故答案為：
（1）低溫抑制紡錘體形成    使組織細胞相互分離    中  分散良好
（2）27   減數分裂過程中聯(lián)會紊亂，不能正常產生配子  ④
（3）目的基因     運載體     相同的限制酶

點評 本題考查基染色體變異、基因工程等相關知識，意在考查考生理解所學知識要點，把握知識間內在聯(lián)系的能力；能用文字、圖表以及數學方式等多種表達形式準確地描述生物學方面的內容和計算能力；能理論聯(lián)系實際，綜合運用所學知識解決自然界和社會生活中的一些生物學問題．