Question

中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如下图所示）。

（1）在FPP合成酶基因表达过程中，完成过程①需要的原料是               ，mRNA通过          进入细胞质，完成过程②需要的结构是          。

（2）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     种基因型；若白青秆稀裂叶与紫红秆稀裂叶杂交，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        ，该F₁代中紫红秆分裂叶植株占所比例为     , F₁代中不能稳定遗传的个体所占比例为       。

（3）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______     _，此过程发生于_______时期。

Answer

（1）4种游离的核糖核苷酸 核孔 核糖体

（2）9 AaBb×aaBb 1/8 3/4

（3）低温抑制纺锤体形成 前期

【解析】（1）过程①是以FPP合成酶基因的一条链为模板合成mRNA的转录过程，需要的原料是4种游离的核糖核苷酸，mRNA通过核孔进入细胞质。过程②是以mRNA为模板合成FPP合成酶的翻译过程，所以完成过程②需要的结构是核糖体。

（2）依题意可知：控制野生型青蒿秆色的基因型有3种：AA、Aa和aa，控制野生型青蒿叶型的基因型也有3种：BB、Bb和bb，因控制这两对性状的基因是独立遗传的，说明他们的遗传遵循基因的自由组合定律，所以野生型青蒿最多有3×3＝9种基因型。若白青秆稀裂叶（A_B_）与紫红秆稀裂叶（aaB_）杂交，F1代中白青秆稀裂叶（A_B_）植株所占比例为3/8＝3/4×1/2，说明双亲的基因组成中，有一对基因都是杂合的，相当于自交，另一对基因在一个亲本中是杂合的，在另一个亲本中为隐性纯合，相当于测交，即一个亲本为双杂合子，另一个亲本为单杂合子，所以其杂交亲本的基因型组合为AaBb×aaBb，该F1代中紫红秆分裂叶植株占所比例为1/2aa×1/4bb＝1/8，F1代中不能稳定遗传的个体即杂合子所占比例为1－1/2aa×1/4bb－1/2aa×1/4BB＝3/4。

（3）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，此过程发生于前期（因为纺锤体在细胞分裂的前期形成）。

【考点定位】基因的表达、基因的自由组合定律、多倍体。

【名师点睛】本题的难点在于第（2）小题如何运用基因的自由组合定律进行解答。其思路是用分离定律解决自由组合问题：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，有几对相对性状（或几对基因）就可分解为几个分离定律问题，然后按照题目要求的实际情况进行重组。此法“化繁为简，高效准确”。下面就让我们来领会这种解题方法：

①第（2）小题涉及2对等位基因，可将其拆分为两个分离定律问题，每1对等位基因有3种基因型，因此2对等位基因共有3×3＝9种基因型。

②白青秆稀裂叶与紫红秆稀裂叶杂交，F1代中白青秆稀裂叶植株所占比例为3/8，将3/8拆分为3/4与1/2相乘，就转化为两个分离定律问题，3/4是杂合子自交的结果，结合双亲的表现型即可推出其基因型为Bb×Bb；1/2是测交的结果，结合双亲的表现型即可推出其基因型为Aa×aa；最后按照题目要求的实际情况进行重组：AaBb×aaBb。领会了这种解题方法，第（2）小题的第三、第四个空的答案就不能求出。