Question

【題目】2018年中科院覃重軍團隊將包含16條染色體的釀酒酵母人工拼接為只有1條巨大染色體的SY14菌株，如圖1所示，在合成生物學領域具有里程碑意義。結合下列示意圖分析并回答下列問題：

(1)自然界存在的生命體分為真核生物和原核生物，SY14菌株屬于________。天然酵母的出芽生殖屬于________(填細胞分裂方式)，在中期DNA與染色體數之比等于________。

(2)如圖2所示，染色體兩端存在維持結構穩定的端粒，當敲除了兩端的端粒，著絲粒沒有敲除，某條染色體連接成環狀，它與質粒的環狀結構在組成上的最大區別在于________________________。在天然酵母改造成SY14菌株的過程中，需要敲除________個端粒。

(3)若以著絲粒為界，染色體分為長臂(q)和短臂(p)，臂比(長度比值q/p)是染色體的一項重要特征。天然酵母在某次分裂過程中，臂比1.5的某條染色體形成了兩條長度不等，但臂比等于1的染色體，其原因是發生了____________________________。

(4)現發現某品系昆蟲的1號染色體上基因的位置關系如圖2所示，且當后代B基因純合時胚胎期致死。該品系的親代雌雄昆蟲相互交配(不考慮交叉互換和突變)，子一代再自由交配，子二代中雜合子的概率是___________；自由交配n代以后，與親代的品系相比，子代中A基因的基因頻率下降，原因是____________________________________________。

Answer 1

【答案】真核生物 有絲分裂 2 成分除DNA外，還有蛋白質 30 染色體結構變異(著絲粒處斷裂而后p與p連結，或q與q連結) 1/2 A和B基因位于同一條染色體上(或是連鎖的)，當BB純合吋，基因型為AA的個體隨之死亡

【解析】

SY14菌株是釀酒酵母經過對其細胞核中的染色體進行操作處理后含有巨大染色體，因此，它仍然具有成形的細胞核，故屬于真核生物。出芽生殖屬于細胞質不均等分配的有絲分裂，非嚴格意義上的有絲分裂。第（4）小問，注意配子種類及比例和BB致死即可，采用棋盤法即可輕松算出子二代基因型及其比例。

（1）因為SY14菌株是釀酒酵母經過變種（對其細胞核中的染色體進行操作處理）而來，含有巨大染色體，因此，它有成形的細胞核，故屬于真核生物， 天然酵母的出芽生殖屬于有絲分裂，在中期DNA與染色體數之比等于2：1

（2）如圖2所示，染色體兩端存在維持結構穩定的端粒，當敲除了兩端的端粒，著絲粒沒有敲除，某條染色體連接成環狀，它與質粒的環狀結構在組成上的最大區別在于成分除DNA外，還有蛋白質。在天然酵母改造成SY14菌株的過程中，敲除端粒最好是在染色體在高度螺旋化狀態，因此，最終需要敲除(16-1)×2=30個端粒；

（3）若以著絲粒為界，染色體分為長臂(q)和短臂(p)，臂比(長度比值q/p)是染色體的一項重要特征。天然酵母在某次分裂過程中，臂比1.5的某條染色體形成了兩條長度不等，但臂比等于1的染色體，其原因是發生了染色體結構變異(著絲粒處斷裂而后p與p連結，或q與q連結)；

（4）現發現某品系昆蟲的1號染色體上基因的位置關系如圖2所示，且當后代B基因純合時胚胎期致死。該品系的親代雌雄昆蟲相互交配(不考慮交叉互換和突變)，子一代基因型及比例為1/3aabb，2/3AaBb，子一代產生的配子比例為AB:ab=1:2,子二代基因型及比例為AaBb:aabb=（1/3×2/3×2）: （2/3×2/3）=1:1，故子二代中雜合子的概率是1/2；自由交配n代以后，與親代的品系相比，子代中A基因的基因頻率下降，原因是A和B基因位于同一條染色體上(或是連鎖的)，當BB純合吋，基因型為AA的個體隨之死亡。