Question

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（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术科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杆（A）对紫红杆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有            种基因型；若F₁代中白青杆、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                      。

（2）低温处理野生型青蒿正在有丝分裂的细胞，从而获得四倍体细胞并发育成四倍体植株，低温诱导产生四倍体的原因是              ，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数最多为     条。

（3）从青蒿中分离了cyp基因（注：下图为基因结构示意图；图中K、M不编码蛋白质；与RNA聚合酶结合位点位于基因结构的左侧），其编码的CYP酶参与青蒿素合成。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成缬氨酸，则该基因突变发生的区段是       （填字母）

（4）研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如图中实线方框内所示），并且发现酵母细胞液能够产生合成青蒿素的中间产物FPP（如下图中虚线方框内所示）。

①在FPP合成酶基因表达过程中，完成过程②还需要           （至少写三种）等物质或结构的参与。

②根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入的目的基因是                    。

③实验发现，酵母细胞导入相关基因后，这些基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素很少。为提高酵母菌合成的青蒿素的产量，请提出一个合理的思路            。

（5）控制青蒿株高的等位基因有4对，它们对株高的作用相等，且分别位于4对同源染色体上。已知基因型为ccddeeff的青蒿高为10cm，基因型为CCDDEEFF的青蒿高为26cm。如果已知亲代青蒿高是10cm和26cm，则F₁青蒿高是            cm，F₂中株高不同于亲代的几率是                 。

Answer

（1）9（1分） AaBb×aaBb、AaBb×Aabb（答对其中一种组合给全分）

（2）低温抑制纺锤体形成（1分） 54 （3）L

（4）①氨基酸、ATP、tRNA、核糖体（答对其中的三种才能给分） ②ADS酶基因、CYP71AV1酶基因（答对一项给1分） ③降低ERG9酶的合成量（干扰ERG9酶合成的过程或降低ERG9酶活性）

（5）18 127/128

【解析】

（1）两对性状独立遗传，说明遵循基因的自由组合定律，每对基因最多有3种基因型，所以两对基因最多有3*3=9种基因型。F1代中白青杆、稀裂叶植株（A-B-）所占比例为3/8，说明应是1/2*3/4得到的，说明一对基因是测交一对基因是杂交，即AaBb×aaBb、AaBb×Aabb。

（2）低温诱导染色体数目加倍是因为低温可以抑制纺锤体的形成，使染色体分离后无法移向两极，从而形成染色体数目加倍的细胞。因为正常的青蒿染色体为18，所以四倍体的应为36，进行减数分裂受精后的三倍体染色体数为27，该植株的有些细胞能进行有丝分裂，在有丝分裂后期染色体数目加倍，即最多可以有54条染色体。

（3）一个氨基酸对应3个核糖核苷酸，说明应是密码子的147-150位之间发生了碱基对的替换，而K是不编码蛋白质的，所以应是L处发生了基因突变。

（4）①过程②是由mRNA合成蛋白质的过程，翻译需要以mRNA做为模板，氨基酸为原料，tRNA为运载工具，核糖体为翻译场所，ATP提供能量，所以还需要氨基酸、ATP、tRNA、核糖体。

②由图可知需要向酵母菌细胞内导入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因后酵母菌细胞就能产生青蒿素。

③由图可知FPP在ERG9酶作用下会生成固醇，所以降低了该酶的活性就可以是FPP更多进入合成青蒿素的代谢过程。

（5）由题意可知这4对基因遵循基因自由组合定律，每个显性基因控制的株高是（26-10）/8=2cm，子一代中是四杂合子，所以株高是10+4*2=18cm。F2中和亲代株高相同的概率是（1/4*1/4*1/4*1/4）+（1/4*1/4*1/4*1/4）=1/128，所以不用于亲代的是1—1/128=127/128.

【考点定位】本题考查遗传和变异相关知识，意在考察考生对知识点的理解掌握和分析应用能力。

【名师点睛】利用分离定律解决自由组合定律问题的解题思路

首先，将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题。在独立遗传的情况下，有几对等位基因就可分解为几组分离定律问题。如AaBb×Aabb，可分解为如下两组：Aa×Aa，Bb×bb。然后，按分离定律进行逐一分析。最后，将获得的结果进行综合，得到正确答案。

易错警示 与低温诱导植物染色体数目变化实验有关的3个注意问题

（1）显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。

（2）选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体数目加倍的情况。

（3）对低温诱导植物染色体数目变化的实验原理的理解

关键信息：低温处理分生组织细胞、抑制纺锤体形成、染色体不能被拉向两极、不能形成两个子细胞。

错误理【解析】
将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”，将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。