Question

【题目】青蒿素是治疗疟疾的重要药物。为获得青蒿素高产植株，科学家利用雌雄同株的野生型青蒿（2n=18）做了大量实验。已知黄花蒿的茎有圆柱形和菱形，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） 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，则亲本的基因型为________，F2青杆植株中能稳定遗传的个体占________。

（2）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__________。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________________。

（3）研究野生型青蒿的基因组，应研究________条染色体上的基因。四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，用__________处理野生型青蒿的______，获得四倍体细胞并培育成植株。四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为__________。

Answer 1

【答案】BBcc/bbCC（或bbCC/BBcc） 1/6 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 9 秋水仙素（或低温） 茎尖（或根尖或正在分裂的细胞） 27

【解析】

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。

（1）青杆植株与红杆植株杂交，子一代是青杆，子一代自交，子二代青杆：红杆：紫杆近似比为12：3：1，即（9+3）：3：1，说明子一代的基因型是BbCc，B和C基因同时存在或只存在B基因（C基因）时表现为青杆，只存在C基因（B基因）时表现为红杆，bbcc为紫杆。因此亲本青杆和红杆植株的基因型分别为BBcc和bbCC或bbCC和BBcc。在子二代青杆植株（BBCC、BBCc、BbCC、BbCc、BBcc、Bbcc或BBCC、BBCc、BbCC、BbCc、bbCC、bbCc）12种能够稳定遗传的个体（BBCC、BBcc或BBCC、bbCC）占1/6。

（2）由题干可知，相同种植条件下，黄花嵩单株干重圆柱形高于菱形，青嵩素含量紫色植株最高，所以产量最高的植株表现型应是圆柱形紫杆；为确定F2中圆柱形紫杆中是否存在不能稳定遗传的个体，最简单的方法是让它们自交，观察后代是否出现其他表现型（菱形茎）。

（3）通过题干信息可知，野生型青蒿是雌雄同株的，故研究野生型青蒿的基因组，应研究9条染色体上的基因。使用秋水仙素（或低温）处理二倍体的野生型青蒿茎尖（或根尖或正在分裂的细胞），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，使二倍体的野生型青蒿变为四倍体的青蒿。这样四倍体青蒿体细胞中染色体数有36条，与野生型青蒿（染色体18条）杂交后代体细胞的染色体数为27。