Question

16．青蒿素是治療瘧疾的重要藥物．利用雌雄同株的野生型青蒿（2n=18），通過傳統(tǒng)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）研究野生型青蒿的基因組，應研究9條染色體上的基因．
（2）假設野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，圓柱形莖（B）對菱形莖（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，若F₁代中白青稈、圓柱形莖植株所占比例為$\frac{3}{8}$，則其雜交親本的基因型組合為AaBb×aaBb或AaBb×Aabb，該F₁代中紫紅稈、菱形莖植株所占比例為$\frac{1}{8}$．
（3）四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，用秋水仙素（或低溫）處理野生型青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．四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數為27．
（4）四倍體青蒿與野生型青蒿否（是、否）為同一物種，原因是四倍體青蒿與野生型青蒿存在生殖隔離．

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，圓柱形莖（B）對菱形莖（b）為顯性，控制稈色和莖型這兩對性狀的基因是獨立遺傳的，遵循基因的自由組合定律．F₁中白青稈、圓柱形莖植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，根據兩對基因自由組合，可分解成$\frac{3}{4}×\frac{1}{2}或\frac{1}{2}×\frac{3}{4}$，所以親本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb．
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(fā)生分離，從而使染色體數目加倍，這屬于染色體變異，染色體變異可以通過顯微鏡觀察到．
明確知識點，梳理相關的基礎知識，結合問題的具體提示綜合作答．

解答 解：（1）雌雄同株的野生型青蒿的體細胞中染色體數目為2n=18，由于控制每一對性狀的基因是獨立遺傳的，并位于同源染色體上的中，因此研究野生型青蒿的基因組，應研究9條染色體上的基因．
（2）在野生型青蒿的稈色和莖型這兩對性狀中，控制各自性狀的基因型各有3種（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），F₁中白青稈、圓柱形莖植株占 $\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，由于兩對基因自由組合，所以親本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb．當親本為AaBb×aaBb時，F₁中紫紅稈、菱形莖植株所占比例為P（aabb）=$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}=\frac{1}{8}$．；當親本為AaBb×Aabb時，F₁中紫紅稈、菱形莖植株所占比例為P（aabb）=$\frac{1}{4}×\frac{1}{2}=\frac{1}{8}$．即無論親本組合是上述哪一種，F₁中紫紅稈、菱形莖植株所占比例都為 $\frac{1}{8}$．
（3）低溫或秋水仙素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(fā)生分離，從而使染色體數目加倍．若四倍體青蒿（細胞內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，前者產生的生殖細胞中有18條染色體，后者產生的生殖細胞中有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．
（4）若四倍體青蒿（細胞內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，由于其雜交后代三倍體減數分裂會發(fā)生聯(lián)會紊亂而高度不育，即存在生殖隔離，說明四倍體青蒿與野生型青蒿不是一個物種．
故答案為：
（1）9
（2）AaBb×aaBb 或AaBb×Aabb   $\frac{1}{8}$
（3）秋水仙素（或低溫）　　　27
（4）否      四倍體青蒿與野生型青蒿存在生殖隔離

點評 本題考查基因自由組合定律的應用和多倍體育種的相關知識，解題的關鍵是運用分離定律來分析題干信息，屬于中檔題．