Question

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(shù)為18），通過傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代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）假設野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對分裂葉（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，則野生型青蒿最多有

 

種基因型；若F₁代中白青稈、稀裂葉植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為

 

，該F₁代中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為

 

．
（2）從青蒿中分離了cyp基因（圖為基因結構示意圖），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）=2/3，則其互補鏈中（G+T）/（A+C）=

 

．
②若該基因經改造能在大腸桿菌中表達CYP酶．則改造后的cyp基因編碼區(qū)無

 

（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

 

（填字母）．
（3）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

 

．

Answer 1

考點：基因的自由組合規(guī)律的實質及應用,DNA分子結構的主要特點,基因突變的特征

專題：

分析：（1）是自由組合定律的應用，先根據(jù)F₁代的表現(xiàn)型及比例，推出親本的基因型，然后由親本的基因型推出子代特定表現(xiàn)型的比例；
（2）是基因的結構，真核細胞與原核細胞的編碼區(qū)的不同，基因突變，根據(jù)基礎知識結合題圖進行解答；
（3）低溫誘導染色體加倍的機理，低溫抑制紡錘體形成使染色體不分離從而導致染色體加倍，根據(jù)現(xiàn)象推斷機理．

解答： 解：（1）由題意可知，野生型青蒿桿的顏色和葉形受兩對獨立遺傳的等位基因控制，所以這兩對等位基因遵循基因自由組合定律，野生型青蒿桿色的基因型有AA、Aa、aa三種，葉形有BB、Bb、bb三種，因此對野生型青蒿桿的顏色和葉形來說，基因型共有9種；F₁代中白青稈、稀裂葉植株的基因型是A_B_，比例是

3

8

，可以寫出

1

2

×

3

4

，相當于一對基因屬于雜合子自交，另一對基因屬于測交，由此可以推出親本的雜交組合可能是AaBb×aaBb或者是AaBb×Aabb； 由題意可知，紫紅稈、分裂葉植株的基因型是aabb，由于親本植株是一對基因雜合子自交，另一對是測交，F(xiàn)₁代中雙隱性個體aabb的比例是

1

4

×

1

2

=

1

8

．
（2）①DNA的兩條鏈之間的堿基按照堿基互補配對原則由氫鍵連接，所以有：A1=T2，G1=C2，C1=G2，T1=A2，若

G1+T1

A1+C1

=

2

3

，則

G2+T2

A2+C2

=

3

2

．
②真核細胞的編碼區(qū)是不連續(xù)的，由能夠編碼蛋白質的序列--外顯子（圖示J、L、N區(qū)段）和不編碼蛋白質的序列--內含子（圖示K、M區(qū)段）間隔而構成，而原核生物的基因編碼區(qū)是連續(xù)的，不存在內含子區(qū)段，若該基因經改造能在大腸桿菌中表達CYP酶．則改造后的cyp基因編碼區(qū)無內含子區(qū)段K、M區(qū)段．
③cyp基因中只有編碼區(qū)的外顯子區(qū)段能編碼蛋白質，該基因控制合成的CYP酶的第50位由外顯子的第150、151、152對脫氧核苷酸（3×50=150，基因中的每3對連續(xù)脫氧核苷酸決定一個氨基酸）決定，因此該基因突變發(fā)生在L區(qū)段內（81+78=159）．
（3）由題意可知，野生型青蒿的二倍體，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，由此可見，低溫抑制紡錘體形成從而導致染色體不分離．
故答案應為：
（1）9  AaBb×aaBb、AaBb×Aabb  

1

8

（2）①

3

2

    ②K和M      ③L
（3）低溫抑制紡錘體形成

點評：本題是基因自由組合定律、基因的結構與生物變異的綜合性題目，計算內容均基礎、簡單，需要思維清楚，遺傳中的計算是重點．