Question

4．为获得青蒿素高产植株，科学家做了大量实验．已知黄花蒿茎的形状有圆柱形和菱形，由一对等位基因A、a控制；茎的颜色有青色、红色和紫色，由两对等位基因B、b和C、c控制；这三对等位基因分别位于三对同源染色体上．研究表明，相同种植条件下，黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形；青蒿素的含量（mg/kg干重）紫色植株高于红色植株、红色植株高于青色植株．请回答：
（1）孟德尔运用假说-演绎法，归纳总结出了遗传学两大定律，为杂交实验提供了理论基础．
（2）若将一青杆植株和一红杆植株杂交，F₁全为青杆，F₁自交，F₂中青杆124株，红杆31株，紫杆10株，则理论上亲本青杆和红杆植株的基因型分别是BBcc或bbCC，bbCC或BBcc，F₂青杆植株中能稳定遗传的个体占$\frac{1}{6}$．
（3）若上述F₂各种颜色的茎中均有圆柱形茎和菱形茎植株，则单株青蒿素产量最高的植株的表现型是圆柱形紫杆（或紫杆圆柱形）．为了确定F₂中该表现型的植株是否能稳定遗传，最简单的方法是让F₂圆柱形紫杆自交，观察后代是否出现菱形茎．

Answer 1

分析 1、分析题文：F₂中青杆124株，红杆31株，紫杆10株，即青杆：红杆：紫杆=12：3：1，这是“9：3：3：1”的变式，这说明F₁的基因型为BbCc，B和C基因同时存在或只存在B基因（或只存在C基因）时表现为青杆，只存在C基因（或只存在B基因）时表现为红杆，bbcc表现为紫杆．
2、根据题干信息“相同种植条件下，黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形；青蒿素的含量（mg/kg干重）紫色植株高于红色植株、红色植株高于青色植株”答题．

解答 解：（1）孟德尔遗传实验运用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证→得出结论．
（2）若将一青杆植株和一红杆植株杂交，F₁全为青杆，F₁自交，F₂中青杆124株，红杆31株，紫杆10株，即青杆：红杆：紫杆=12：3：1，这是“9：3：3：1”的变式，这说明F₁的基因型为BbCc，B和C基因同时存在或只存在B基因（或只存在C基因）时表现为青杆，只存在C基因（或只存在B基因）时表现为红杆，bbcc表现为紫杆．因此，亲本青杆和红杆植株的基因型分别是BBcc/bbCC、bbCC/BBcc．F₁的基因型为BbCc，F₁自交，F₂青杆植株（ $\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{2}{16}$BBCc、$\frac{2}{16}$BbCC、$\frac{4}{16}$BbCc、$\frac{1}{16}$BBcc、$\frac{2}{16}$Bbcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{2}{16}$BBCc、$\frac{2}{16}$BbCC、$\frac{4}{16}$BbCc、$\frac{1}{16}$bbCC、$\frac{2}{16}$bbCc）中能稳定遗传的个体（ $\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$BBcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$bbCC）占 $\frac{1}{6}$．
（3）根据题干信息“相同种植条件下，黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形；青蒿素的含量（mg/kg干重）紫色植株高于红色植株、红色植株高于青色植株”可知，单株青蒿素产量最高的植株表现型是圆柱形紫杆/紫杆圆柱形．为了确定F₂该表现型的植株中是否存在不能稳定遗传的个体，最简单的方法是自交法，即让F₂中所有圆柱形紫杆植株自交，观察后代是否出现菱形茎．
故答案为：
（1）假说-演绎
（2）BBcc/bbCC（或bbCC/BBcc）     $\frac{1}{6}$
（3）圆柱形紫杆（或紫杆圆柱形）    让F₂圆柱形紫杆自交，观察后代是否出现菱形茎

点评 本题考查基因自由组合定律的实质及应用，要求考生理解和掌握基因自由组合定律的实质，能根据子代的情况推断子一代和亲本的基因型，同时能判断基因型与表现型之间的对应关系，能结合题中信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查．