Question

1．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，则野生型青蒿最多有9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AaBb×aaBb、AaBb×Aabb，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株占比例为$\frac{1}{8}$．
（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低温抑制纺锤体形成，四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为27．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的CYP酶参与青蒿素合成．若该基因一条单链中$\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{2}{3}$，则其互补链中$\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{3}{2}$．

Answer 1

分析 1、自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子自由组合． 
2、实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合．

解答 解：（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$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，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）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$；当亲本为AaBb×Aabb时，F₁中紫红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．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$\frac{1}{8}$．
（2）低温可以抑制纺锤体的形成，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．若四倍体青蒿（细胞内的染色体是二倍体青蒿的2倍，有18×2=36条染色体）与野生型的二倍体青蒿杂交，前者产生的生殖细胞中有18条染色体，后者产生的生殖细胞中有9条染色体，两者受精发育而成的后代体细胞中有27条染色体．
（3）在DNA分子双链中，G与C配对，A与T配对，所以若该基因一条单链中 $\frac{G+T}{A+C}$=$\frac{2}{3}$，则其互补链中该比例为其倒数，即 $\frac{G+T}{A+C}=\frac{3}{2}$．
故答案为：
（1）9     AaBb×aaBb、AaBb×Aabb       $\frac{1}{8}$
（2）低温抑制纺锤体形成      27
（3）$\frac{3}{2}$

点评 本题旨在考查学生对基因自由组合定律的实质的理解并学会应用分离定律解决关于自由组合的遗传问题，理解DNA分子的碱基互补配对原则，并进行相关碱基计算，理解并并识记低温诱导多倍体的原理及对染色体组概念的理解．