Question

20．中國女科學(xué)家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學(xué)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(shè)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(yīng)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紅稈：粉稈：白稈=1：2：1
第二組：P白稈×紅稈→F₁粉稈→F₂紅稈：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粉稈進行測交，則F₂中紅桿：粉稈：白桿=1：1：2．
（2）讓第二組F₂中粉稈個體自交，后代仍為粉稈的個體比例占$\frac{5}{12}$．
（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(dǎo)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(dǎo)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）第一組中，純合白桿（AABB或aaBB或aabb）×純合紅桿（AAbb）→粉桿（A_Bb），F(xiàn)1自交后代出現(xiàn)1：2：1的分離比，說明F₁的基因型為AABb，F(xiàn)₁（AABb）自交所得F2為AABB（白桿）：AABb（粉桿）：AAbb（紅桿）=1：2：1．第二組：純合白桿（AABB或aaBB或aabb）×純合紅桿（AAbb）→粉桿（A_Bb$\stackrel{自交}{→}$F₂紅桿：粉桿：白桿=3：6：7．說明F₁的基因型為AaBb，F(xiàn)₁（AaBb）自交所得F2為（AAbb、Aabb）（紅桿）：（AABb、AaBb）（粉桿）：（AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb）（白桿）=3：6：7．
若第二組F₁粉稈進行測交，即AaBb×aabb，則F₂中的基因型及表現(xiàn)型的比例為：Aabb紅桿：AaBb粉稈：（aaBb、aabb）白桿=1：1：2．
（2）讓第二組F₂中粉稈個體的基因型為$\frac{1}{3}$AAABb、$\frac{2}{3}$AaBb，$\frac{1}{3}$AABb自交后代有$\frac{1}{2}×\frac{1}{3}$AAABb為粉桿，AaBb自交后代有$\frac{2}{3}×（\frac{2}{16}AABb+\frac{4}{16}AaBb）$為粉桿，即$\frac{1}{4}$．兩種情況綜合可知，后代仍為粉稈的個體比例占（$\frac{1}{6}+\frac{1}{4}$）=$\frac{5}{12}$．
（3）若BB和Bb的修飾作用相同，且都會使紅色素完全消失，即為白色．第一組中，純合白桿（AABB或aaBB或aabb）×純合紅桿（AAbb）→白桿（A_Bb，即AABb或AaBb），親本純合白桿的基因型可能為AABB或aaBB，F(xiàn)1自交后代出現(xiàn)紅稈：白稈=1：3的分離比，說明F₁的基因型為AABb，并親本純合白桿的基因型為AABB．若第二組中白稈親本與第一組中不同，為aaBB．F₁的基因型為AaBb，也全部表現(xiàn)為白稈，自交所得F2為（A_B_、aaB_、aabb）（白桿）：（aaB_）（紅桿）=（9+3+1）：3=13：3．
（4）低溫抑制紡錘體形成，細胞染色體不分離，使細胞中染色體數(shù)目增倍．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$\frac{18×2}{2}+\frac{18}{2}$=27條．
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 本題的知識點是基因分離定律和自由組合定律的實質(zhì)，旨在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)并學(xué)會根據(jù)子代的表現(xiàn)型及比例關(guān)系推測性狀在遺傳過程中遵循的遺傳規(guī)律，根據(jù)遺傳規(guī)律通過正推的方法解答相關(guān)問題．