Question

12．青蒿素是治療瘧疾的重要藥物，利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細胞染色體數為18），通過傳統(tǒng)育種和現代生物技術可培育高青蒿素含量的植株．請回答以下相關問題：
（1）野生型青蒿基因組的測序需要測定9條染色體的DNA序列．
（2）假設野生型青蒿白青稈（A）對紫紅稈（a）為顯性，稀裂葉（B）對分裂葉（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，則野生型青蒿最多有9種基因型；若F1代中白青稈、稀裂葉植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為AaBb×aaBb、AaBb×Aabb，該F1代中紫紅稈、分裂葉植株所占比例為$\frac{1}{8}$．
（3）四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低溫處理野生型青蒿正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發(fā)育成植株．四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數為27，所得后代是否是一個新物種？否，原因是因為雜交后代為三倍體，無繁殖能力．

Answer 1

分析 控制稈色和葉型這兩對性狀的基因是獨立遺傳的，遵循基因的自由組合定律，因此青蒿的基因型共有3×3=9種．F₁中白青稈、稀裂葉植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，根據兩對基因自由組合，可分解成$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$或$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{4}$，所以親本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb．
低溫可以抑制紡錘體的形成，使細胞內的染色體經過復制但不發(fā)生分離，從而使染色體數目加倍，這屬于染色體變異，染色體變異可以通過顯微鏡觀察到．

解答 解：（1）雌雄同株的野生型青蒿的體細胞中染色體數目為2n=18，由于控制每一對性狀的基因是獨立遺傳的，并位于同源染色體上的每一條染色體中，因此研究野生型青蒿的基因組，應研究9條染色體上的基因．
（2）由題意可知，野生型青蒿桿的顏色和葉形受兩對獨立遺傳的等位基因控制，所以這兩對等位基因遵循基因自由組合定律，野生型青蒿桿色的基因型有AA、Aa、aa三種，葉形有BB、Bb、bb三種，因此對野生型青蒿桿的顏色和葉形來說，基因型共有9種；F₁中白青稈、稀裂葉植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，根據兩對基因自由組合，可分解成$\frac{3}{4}$×$\frac{1}{2}$或$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{4}$，所以親本的基因型可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb；由題意可知，紫紅稈、分裂葉植株的基因型是aabb，由于親本植株是一對基因雜合子自交，另一對是測交，F₁代中雙隱性個體aabb的比例是$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．
（3）若四倍體青蒿（細胞內的染色體是二倍體青蒿的2倍，有18×2=36條染色體）與野生型的二倍體青蒿雜交，前者產生的生殖細胞中有18條染色體，后者產生的生殖細胞中有9條染色體，兩者受精發(fā)育而成的后代體細胞中有27條染色體，由于其雜交后代三倍體減數分裂會發(fā)生聯會紊亂而高度不育，即存在生殖隔離，說明四倍體青蒿與野生型青蒿不是一個物種．
故答案為：
（1）9　
（2）9    AaBb×aaBb、AaBb×Aabb    $\frac{1}{8}$
（3）27   否   因為雜交后代為三倍體，無繁殖能力

點評 本題考查基因自由組合定律的應用和多倍體育種的相關知識，解題的關鍵是運用分離定律來分析題干信息，屬于中檔題．