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____________________________。

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)

【解析】

根據細胞內有無核膜將細胞分為原核細胞和真核細胞，常見的原核細胞有藍藻、細菌、支原體等，常見的真核細胞有動植物細胞、真菌等。真核細胞的分裂方式有：有絲分裂、減數分裂和無絲分裂。染色體主要由DNA和蛋白質組成，質粒是環狀的DNA。

（1）根據“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”可知，SY14菌株含有染色體，為真核生物。真核細胞主要通過有絲分裂產生體細胞，天然酵母的出芽生殖屬于無性繁殖，故為有絲分裂，在細胞分裂的中期每條染色體上含有兩條染色單體，每條染色單體含有一個DNA，故中期時DNA與染色體數之比等于2。

（2）染色體主要由DNA和蛋白質組成，而質粒是環狀的DNA，故敲除了兩端端粒的某條染色體連接成的環狀與質粒的環狀結構在組成上的最大區別為：染色體連接成的環狀結構的成分除含有DNA外，還含有蛋白質。由于每條染色體的兩端均含有一個端粒，則16條染色體含有32個端粒，將16條染色體人工拼接為1條巨大染色體，由于所形成的巨大染色體的兩端仍有端粒，故連接過程中需要敲除30個端粒。

（3）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，說明新形成的染色體著絲粒兩端的臂長相等，可能是著絲粒處斷裂而后p與p連結，或q與q連結從而形成了兩條長度不等，但臂比等于1的染色體，該過程的變異屬于染色體結構變異。