Question

12．青蒿素是治疗疟疾的重要药物，利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍体，体细胞染色体数为18），通过传统育种和现代生物技术可培育高青蒿素含量的植株．请回答以下相关问题：
（1）野生型青蒿基因组的测序需要测定9条染色体的DNA序列．
（2）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有9种基因型；若F1代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为3/8，则其杂交亲本的基因型组合为AaBb×aaBb、AaBb×Aabb，该F1代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为$\frac{1}{8}$．
（3）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低温处理野生型青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．四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为27，所得后代是否是一个新物种？否，原因是因为杂交后代为三倍体，无繁殖能力．

Answer 1

分析 控制秆色和叶型这两对性状的基因是独立遗传的，遵循基因的自由组合定律，因此青蒿的基因型共有3×3=9种．F₁中白青秆、稀裂叶植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，根据两对基因自由组合，可分解成$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$或$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{4}$，所以亲本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb．
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，这属于染色体变异，染色体变异可以通过显微镜观察到．

解答 解：（1）雌雄同株的野生型青蒿的体细胞中染色体数目为2n=18，由于控制每一对性状的基因是独立遗传的，并位于同源染色体上的每一条染色体中，因此研究野生型青蒿的基因组，应研究9条染色体上的基因．
（2）由题意可知，野生型青蒿杆的颜色和叶形受两对独立遗传的等位基因控制，所以这两对等位基因遵循基因自由组合定律，野生型青蒿杆色的基因型有AA、Aa、aa三种，叶形有BB、Bb、bb三种，因此对野生型青蒿杆的颜色和叶形来说，基因型共有9种；F₁中白青秆、稀裂叶植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，根据两对基因自由组合，可分解成$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$或$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{4}$，所以亲本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb；由题意可知，紫红秆、分裂叶植株的基因型是aabb，由于亲本植株是一对基因杂合子自交，另一对是测交，F₁代中双隐性个体aabb的比例是$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．
（3）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，由于其杂交后代三倍体减数分裂会发生联会紊乱而高度不育，即存在生殖隔离，说明四倍体青蒿与野生型青蒿不是一个物种．
故答案为：
（1）9　
（2）9    AaBb×aaBb、AaBb×Aabb    $\frac{1}{8}$
（3）27   否   因为杂交后代为三倍体，无繁殖能力

点评 本题考查基因自由组合定律的应用和多倍体育种的相关知识，解题的关键是运用分离定律来分析题干信息，属于中档题．