Question

8．中國女科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理醫學獎，她研制的青蒿素是有效抵抗瘧疾．
Ⅰ：青蒿素是利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細胞染色體數為18），通過傳統育種和現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9種基因型；若某子代中白青稈、稀裂葉植株所占比例為$\frac{9}{16}$，則其雜交親本的基因型組合為AaBb×AaBb，該子代中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為$\frac{1}{16}$．
（2）四倍體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溫處理野生型青蒿，從而獲得四倍體細胞并發育成植株．推測處理后導致細胞染色體不分離的原因是抑制紡錘體的形成，作用的時期是有絲分裂前期．
Ⅱ：如果青蒿細胞中青蒿素的合成途徑如圖實線框內所示，還發現酵母菌也能夠產生青蒿素合成的中間產物FPP如圖虛線框內所示．請回答問題：

（1）在FPP合成酶基因表達過程中，完成過程①需要酶催化，完成過程②需要的原料是氨基酸．
（2）根據圖示代謝過程，科學家在設計培育能生產青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因等基因．

Answer 1

分析 根據題意分析可知：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，符合基因的自由組合定律，據此分析答題．

解答 解：：（1）在野生型青蒿的稈色和葉型這兩對性狀中，控制各自性狀的基因型各有3種（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制這兩對性狀的基因是獨立遺傳的，基因間可自由組合，故基因型共有3×3=9種．F₁中白青稈、稀裂葉植株占$\frac{9}{16}$，即P（A_B_）=$\frac{9}{16}$=$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$，其雜交親本的基因型組合為AaBb×AaBb．該子代中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}=\frac{1}{16}$．
（2）低溫可以抑制紡錘體的形成，使細胞內的染色體經過復制但不發生分離，從而使染色體數目加倍，該育種的原理是染色體變異．作用的時期是有絲分裂前期．
（3）圖中①表示轉錄過程，該過程需要RNA聚合酶的催化，mRNA從核孔進入細胞質；過程②表示翻譯，翻譯過程發生在核糖體上，該過程需要的條件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖體（場所）、酶等．
（4）由圖可知，酵母細胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．
故答案為：
Ⅰ：（1）9  　AaBb×AaBb　$\frac{1}{16}$
（2）低溫抑制紡錘體形成　有絲分裂前期
Ⅱ：（1）RNA聚合  氨基酸
（2）ADS酶基因     CYP71AV1酶基因

點評 本題結合圖解，考查遺傳信息的轉錄和翻譯、基因自由組合定律的實質及應用，要求考生識記遺傳信息轉錄和翻譯的過程、場所、條件及產物等；同時還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．