Question

14．中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命．青蒿素是从黄花蒿（二倍体，18条染色体）中提取的，假设黄花蒿的茎秆颜色由两对独立遗传的等位基因A、a和B、b控制，基因A控制红色素合成（AA和Aa的效应相同），基因B为修饰基因，BB使红色素完全消失，Bb使红色素颜色淡化．现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下：
第一组：P白秆×红秆→F₁粉秆→F₂红杆：粉秆：白秆=1：2：1
第二组：P白秆×红秆→F₁粉秆→F₂红杆：粉秆：白秆=3：6：7
请回答以下问题：
（1）第一、二组F₁中粉秆的基因型分别是AABb、AaBb，若第二组F₁粉杆进行交，则F₂中红秆：粉秆：白杆=1：1：2．
（2）让第二组F₂中粉杆个体自交，后代仍为粉秆个体比例占$\frac{5}{12}$．
（3）若BB和Bb的修饰作用相同，且都会使红色素完全消失，第一组F₁全为白秆，F₂中红秆：白秆=1：3，第二组中若白秆亲本与第一组中不同，F₁也全部表现为白秆，那么F₁自交得F₂的表现型及比例为红秆：白秆=3：13．
（4）四倍体黄花蒿中青蒿素含量通常高于野生型黄花蒿，低温处理野生型黄花蒿正在有丝分裂的细胞会导致染色体不分离，从而获得四倍体细胞并发育成植株．推测低温处理导致细胞染色体不分离的原因是低温抑制纺锤体形成．四倍体黄花蒿与野生型黄花蒿杂交后代体细胞的染色体数为27．

Answer 1

分析 由题意可知，该植物的茎秆颜色受两对等位基因控制，基因B为修饰基因，BB使红色完全消失，Bb使红色淡化，因此红杆的基因型为A_bb；粉红色花的基因型为A_Bb；白花的基因型为 A_BB、aaB_、aabb；第二组子一代是粉杆，粉杆自交后代的性状分离比是3：6：7，有16种组合，因此可以判定，两对等位基因在遗传过程中遵循自由组合定律，且子一代的基因型是AaBb，亲本红杆的基因型是AAbb，白杆的基因型是aaBB．

解答 解：（1）第1组中，纯合白秆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红秆（AAbb）→粉秆（A_Bb），F₁自交后代出现1：2：1的分离比，说明F₁的粉秆基因型为AABb，则白秆亲本的基因型为AABB；第2组中，纯合白秆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红秆（AAbb）→粉秆（A_Bb），F₁自交后代性状分离比为3：6：7，是9：3：3：1的变式，说明F₁的粉秆基因型为AaBb，则白秆亲本的基因型为aaBB．
（2）第2组的F₁为AaBb，自交所得F₂红秆为$\frac{1}{3}$AABb或$\frac{2}{3}$AaBb，$\frac{1}{3}$AABb自交后代粉秆个体的基因型AABb为$\frac{1}{6}$，$\frac{2}{3}$AaBb，自交后代粉秆个体的基因型为A_Bb比例为$\frac{2}{3}×\frac{3}{4}×\frac{1}{2}=\frac{1}{4}$，因此后代仍为粉秆个体比例占$\frac{1}{6}+\frac{1}{4}=\frac{5}{12}$．
（3）若BB和Bb的修饰作用相同，且都会使红色素完全消失，从第一组可知，粉秆全部表现为白秆，因此第第二组中的粉秆（6/16）也全表现为白秆，因此后代中F₂的表现型及比例为红秆：白秆=3：13．
（4）低温可以抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体经过复制但不发生分离，从而使染色体数目加倍．若四倍体青蒿（细胞内的染色体是二倍体青蒿的2倍，有18×2=36条染色体）与野生型的二倍体青蒿杂交，前者产生的生殖细胞中有18条染色体，后者产生的生殖细胞中有9条染色体，两者受精发育而成的后代体细胞中有27条染色体．
故答案为：
（1）AABb、AaBb   1：1：2
（2）$\frac{5}{12}$
（3）红秆：白秆=3：13
（4）低温抑制纺锤体形成    27

点评 本题结合青蒿素的热点问题，考查了基因控制生物的性状以及基因自由组合定律的实质及应用，要求考生掌握基因自由组合定律的实质，能够利用9：3：3：1比例的变形解决相关问题．