Question

20．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）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．
（2）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 低溫誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍的原因?yàn)椋旱蜏匾种萍忓N體的形成，導(dǎo)致有絲分裂后期染色體不能平均的拉向細(xì)胞兩極，細(xì)胞不能分裂，最終導(dǎo)致細(xì)胞的染色體數(shù)目加倍．

解答 解：（1）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．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．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．
（2）①根據(jù)題意可知，“cyp基因編碼的cyp酶參與青蒿素合成”，因此該事例說(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如果一條鏈上的堿基用A1、T1、G1、C1表示，另一條鏈上的堿基用A2、T2、C2、G2表示，由DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可知，A1=T2、T1=A2、C1=G2、G1=C2，因此兩條單鏈上的比值互為倒數(shù)，
一條單鏈中$\frac{G+T}{C+A}$=$\frac{2}{3}$，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．
故答案為：
（1）低溫抑制紡錘體形成    27    減數(shù)分裂時(shí)同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂
（2）①酶的合成控制代謝     ②$\frac{3}{2}$    ③基因突變

點(diǎn)評(píng) 本題考查了染色體數(shù)目變異以及基因突變的有關(guān)知識(shí)，理解DNA分子的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，并進(jìn)行相關(guān)堿基計(jì)算，理解并識(shí)記低溫誘導(dǎo)多倍體的原理．