Question

【題目】青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。為獲得青蒿素高產(chǎn)植株，科學(xué)家利用雌雄同株的野生型青蒿（2n=18）做了大量實(shí)驗(yàn)。已知黃花蒿的莖有圓柱形和菱形，由一對(duì)等位基因A、a控制；莖的顏色有青色、紅色和紫色，由兩對(duì)等位基因B、b和C、c控制；這三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上。研究表明，相同種植條件下，黃花蒿單株干重圓柱形高于菱形；青蒿素的含量(mg/kg干重)紫色植株高于紅色植株、紅色植株高于青色植株。請(qǐng)回答：

（1） 若將一青桿植株和一紅桿植株雜交，F1全為青桿，F1自交，F2中青桿124株，紅桿31株，紫桿10株，則親本的基因型為________，F2青桿植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占________。

（2）若上述F2各種顏色的莖中均有圓柱形莖和菱形莖植株，則單株青蒿素產(chǎn)量最高的植株的表現(xiàn)型是__________。為了確定F2中該表現(xiàn)型的植株是否能穩(wěn)定遺傳，最簡(jiǎn)單的方法是________________。

（3）研究野生型青蒿的基因組，應(yīng)研究________條染色體上的基因。四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，用__________處理野生型青蒿的______，獲得四倍體細(xì)胞并培育成植株。四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細(xì)胞的染色體數(shù)為__________。

Answer 1

【答案】BBcc/bbCC（或bbCC/BBcc） 1/6 圓柱形紫桿（或紫桿圓柱形） 讓F2圓柱形紫桿自交，觀(guān)察后代是否出現(xiàn)菱形莖 9 秋水仙素（或低溫） 莖尖（或根尖或正在分裂的細(xì)胞） 27

【解析】

1、分析題文：F2中青桿124株，紅桿31株，紫桿10株，即青桿：紅桿：紫桿=12：3：1，這是“9：3：3：1”的變式，這說(shuō)明F1的基因型為BbCc，B和C基因同時(shí)存在或只存在B基因（或只存在C基因）時(shí)表現(xiàn)為青桿，只存在C基因（或只存在B基因）時(shí)表現(xiàn)為紅桿，bbcc表現(xiàn)為紫桿。

2、根據(jù)題干信息“相同種植條件下，黃花蒿單株干重圓柱形高于菱形；青蒿素的含量（mg/kg干重）紫色植株高于紅色植株、紅色植株高于青色植株”答題。

（1）青桿植株與紅桿植株雜交，子一代是青桿，子一代自交，子二代青桿：紅桿：紫桿近似比為12：3：1，即（9+3）：3：1，說(shuō)明子一代的基因型是BbCc，B和C基因同時(shí)存在或只存在B基因（C基因）時(shí)表現(xiàn)為青桿，只存在C基因（B基因）時(shí)表現(xiàn)為紅桿，bbcc為紫桿。因此親本青桿和紅桿植株的基因型分別為BBcc和bbCC或bbCC和BBcc。在子二代青桿植株（BBCC、BBCc、BbCC、BbCc、BBcc、Bbcc或BBCC、BBCc、BbCC、BbCc、bbCC、bbCc）12種能夠穩(wěn)定遺傳的個(gè)體（BBCC、BBcc或BBCC、bbCC）占1/6。

（2）由題干可知，相同種植條件下，黃花嵩單株干重圓柱形高于菱形，青嵩素含量紫色植株最高，所以產(chǎn)量最高的植株表現(xiàn)型應(yīng)是圓柱形紫桿；為確定F2中圓柱形紫桿中是否存在不能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，最簡(jiǎn)單的方法是讓它們自交，觀(guān)察后代是否出現(xiàn)其他表現(xiàn)型（菱形莖）。

（3）通過(guò)題干信息可知，野生型青蒿是雌雄同株的，故研究野生型青蒿的基因組，應(yīng)研究9條染色體上的基因。使用秋水仙素（或低溫）處理二倍體的野生型青蒿莖尖（或根尖或正在分裂的細(xì)胞），可以抑制紡錘體的形成，使細(xì)胞內(nèi)的染色體經(jīng)過(guò)復(fù)制但不發(fā)生分離，從而使染色體數(shù)目加倍，使二倍體的野生型青蒿變?yōu)樗谋扼w的青蒿。這樣四倍體青蒿體細(xì)胞中染色體數(shù)有36條，與野生型青蒿（染色體18條）雜交后代體細(xì)胞的染色體數(shù)為27。