Question

8．中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的青蒿素是有效抵抗疟疾．
Ⅰ：青蒿素是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；若某子代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为$\frac{9}{16}$，则其杂交亲本的基因型组合为AaBb×AaBb，该子代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为$\frac{1}{16}$．
（2）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿．常用的物理方法是低温处理野生型青蒿，从而获得四倍体细胞并发育成植株．推测处理后导致细胞染色体不分离的原因是抑制纺锤体的形成，作用的时期是有丝分裂前期．
Ⅱ：如果青蒿细胞中青蒿素的合成途径如图实线框内所示，还发现酵母菌也能够产生青蒿素合成的中间产物FPP如图虚线框内所示．请回答问题：

（1）在FPP合成酶基因表达过程中，完成过程①需要酶催化，完成过程②需要的原料是氨基酸．
（2）根据图示代谢过程，科学家在设计培育能生产青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因等基因．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：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，符合基因的自由组合定律，据此分析答题．

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$\frac{9}{16}$，即P（A_B_）=$\frac{9}{16}$=$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$，其杂交亲本的基因型组合为AaBb×AaBb．该子代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}=\frac{1}{16}$．
（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，该育种的原理是染色体变异．作用的时期是有丝分裂前期．
（3）图中①表示转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，mRNA从核孔进入细胞质；过程②表示翻译，翻译过程发生在核糖体上，该过程需要的条件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖体（场所）、酶等．
（4）由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．
故答案为：
Ⅰ：（1）9  　AaBb×AaBb　$\frac{1}{16}$
（2）低温抑制纺锤体形成　有丝分裂前期
Ⅱ：（1）RNA聚合  氨基酸
（2）ADS酶基因     CYP71AV1酶基因

点评 本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、基因自由组合定律的实质及应用，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等；同时还要求考生能分析题图，从中提取有效信息答题．