Question

14．中國女科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理醫(yī)學獎，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數(shù)百萬人的生命．青蒿素是從黃花蒿（二倍體，18條染色體）中提取的，假設黃花蒿的莖稈顏色由兩對獨立遺傳的等位基因A、a和B、b控制，基因A控制紅色素合成（AA和Aa的效應相同），基因B為修飾基因，BB使紅色素完全消失，Bb使紅色素顏色淡化．現(xiàn)用兩組純合親本進行雜交，實驗結(jié)果如下：
第一組：P白稈×紅稈→F₁粉稈→F₂紅桿：粉稈：白稈=1：2：1
第二組：P白稈×紅稈→F₁粉稈→F₂紅桿：粉稈：白稈=3：6：7
請回答以下問題：
（1）第一、二組F₁中粉稈的基因型分別是AABb、AaBb，若第二組F₁粉桿進行交，則F₂中紅稈：粉稈：白桿=1：1：2．
（2）讓第二組F₂中粉桿個體自交，后代仍為粉稈個體比例占$\frac{5}{12}$．
（3）若BB和Bb的修飾作用相同，且都會使紅色素完全消失，第一組F₁全為白稈，F(xiàn)₂中紅稈：白稈=1：3，第二組中若白稈親本與第一組中不同，F(xiàn)₁也全部表現(xiàn)為白稈，那么F₁自交得F₂的表現(xiàn)型及比例為紅稈：白稈=3：13．
（4）四倍體黃花蒿中青蒿素含量通常高于野生型黃花蒿，低溫處理野生型黃花蒿正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發(fā)育成植株．推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是低溫抑制紡錘體形成．四倍體黃花蒿與野生型黃花蒿雜交后代體細胞的染色體數(shù)為27．

Answer 1

分析 由題意可知，該植物的莖稈顏色受兩對等位基因控制，基因B為修飾基因，BB使紅色完全消失，Bb使紅色淡化，因此紅桿的基因型為A_bb；粉紅色花的基因型為A_Bb；白花的基因型為 A_BB、aaB_、aabb；第二組子一代是粉桿，粉桿自交后代的性狀分離比是3：6：7，有16種組合，因此可以判定，兩對等位基因在遺傳過程中遵循自由組合定律，且子一代的基因型是AaBb，親本紅桿的基因型是AAbb，白桿的基因型是aaBB．

解答 解：（1）第1組中，純合白稈（AABB或aaBB或aabb）×純合紅稈（AAbb）→粉稈（A_Bb），F(xiàn)₁自交后代出現(xiàn)1：2：1的分離比，說明F₁的粉稈基因型為AABb，則白稈親本的基因型為AABB；第2組中，純合白稈（AABB或aaBB或aabb）×純合紅稈（AAbb）→粉稈（A_Bb），F(xiàn)₁自交后代性狀分離比為3：6：7，是9：3：3：1的變式，說明F₁的粉稈基因型為AaBb，則白稈親本的基因型為aaBB．
（2）第2組的F₁為AaBb，自交所得F₂紅稈為$\frac{1}{3}$AABb或$\frac{2}{3}$AaBb，$\frac{1}{3}$AABb自交后代粉稈個體的基因型AABb為$\frac{1}{6}$，$\frac{2}{3}$AaBb，自交后代粉稈個體的基因型為A_Bb比例為$\frac{2}{3}×\frac{3}{4}×\frac{1}{2}=\frac{1}{4}$，因此后代仍為粉稈個體比例占$\frac{1}{6}+\frac{1}{4}=\frac{5}{12}$．
（3）若BB和Bb的修飾作用相同，且都會使紅色素完全消失，從第一組可知，粉稈全部表現(xiàn)為白稈，因此第第二組中的粉稈（6/16）也全表現(xiàn)為白稈，因此后代中F₂的表現(xiàn)型及比例為紅稈：白稈=3：13．
（4）低溫可以抑制紡錘體的形成，使細胞內(nèi)的染色體經(jīng)過復制但不發(fā)生分離，從而使染色體數(shù)目加倍．若四倍體青蒿（細胞內(nèi)的染色體是二倍體青蒿的2倍，有18×2=36條染色體）與野生型的二倍體青蒿雜交，前者產(chǎn)生的生殖細胞中有18條染色體，后者產(chǎn)生的生殖細胞中有9條染色體，兩者受精發(fā)育而成的后代體細胞中有27條染色體．
故答案為：
（1）AABb、AaBb   1：1：2
（2）$\frac{5}{12}$
（3）紅稈：白稈=3：13
（4）低溫抑制紡錘體形成    27

點評 本題結(jié)合青蒿素的熱點問題，考查了基因控制生物的性狀以及基因自由組合定律的實質(zhì)及應用，要求考生掌握基因自由組合定律的實質(zhì)，能夠利用9：3：3：1比例的變形解決相關問題．