Question

中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的青蒿素挽救了数百万人的生命。

青蒿素是治疗疟疾的重要药物，利用雌雄同株的野生型青蒿（2n=18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株。请回答以下相关问题：

（1）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿关于杆的颜色和叶形最多有        种基因型；若F₁代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为           或            ，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为          。

（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株。推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是       。四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为         ，该后代不育的原因是在           时同源染色体联会紊乱。

（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的cyp酶参与青蒿素合成。

①该事例说明基因通过控制           ，进而控制生物的性状。

②若该基因一条单链中（G+T）/（A+C）=2/3，则其互补链中（G+T）/（A+C）=             。

③若cyp基因的一个碱基对被替换，使cyp酶的第50位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，则该变异称为          。

Answer

（1）9 AaBb×aaBb AaBb×Aabb 1/8

（2）低温抑制纺锤体形成 27 减数（第一次）分裂

（3）①酶的合成控制代谢 ② 3/2 ③ 基因突变

【解析】（1）在野生型青蒿的秆色和叶型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，故基因型共有3×3=9种．F1中白青秆、稀裂叶植株占3/8，即P（A_B_）=3/8，由于两对基因自由组合，所以亲本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb．当亲本为AaBb×aaBb时，F1中紫红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=1/2×1/4=1/8；当亲本为AaBb×Aabb时，F1中紫红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=1/4×1/2=1/8。即无论亲本组合是上述哪一种，F1中紫红秆、分裂叶植株所占比例都为1/8。

（2）低温能够抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍。四倍体青蒿细胞内的染色体是36条，因此它与野生型的二倍体青蒿杂交，它们杂交后代细胞内染色体数为36/2＋18/2＝27条。

（3）①该事例说明基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制生物的性状。

②依据碱基互补配对原则，两条链上的（G＋T）/（A＋C）互为倒数，因此若一条链上该值为2/3，则其互补链上该比值为3/2。

③若cyp基因的一个碱基对被替换，使cyp酶的第50位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸，则该变异称为基因突变。

【考点定位】基因自由组合定律的实质及应用；基因突变；DNA分子的结构