Question

20．2015年10月5日，中国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学浆，其率领的科研团队从青蒿（2n=18）中提取出的青蒿素，能有效地杀死导致疟疾的元凶--疟原虫．
（1）假设野生型青蒿素青杆（A）对紫红杆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传．若F₁代中白青杆、稀裂叶植株所占比例为$\frac{3}{8}$，则其杂交亲本的基因型组合为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb，该F₁代中紫红杆、分裂叶植株所占比例为$\frac{1}{8}$．
（2）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．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．四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代体细胞的染色体数为27．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的cyp酶参与青蒿素合成，该事例说明基因通过控制酶的合成控制代谢，控制生物的性状．

Answer 1

分析 解答本题的思路首先将自由组合定律问题转化为若干个分离定律问题，再运用乘法法则，下列子代表现型及比例与亲代杂交组合的关系也可以辅助答题．

子代表现型比例	亲代基因型
3：1	Aa×Aa
1：1	Aa×aa
9：3：3：1	AaBb×AaBb
3：3：1：1	AaBb×aaBb或AaBb×Aabb

解答 解：（1）在野生型青蒿的秆色和叶型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，故基因型共有3×3=9种．F₁中白青秆、稀裂叶植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{4}$=$\frac{3}{8}$，由于两对基因自由组合，可分解成一个测交和一个自交，即亲本可能是AaBb×aaBb，或AaBb×Aabb．当亲本为AaBb×aaBb时，F₁中红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$；当亲本为AaBb×Aabb时，F₁中红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{8}$．即无论亲本组合是上述哪一种，F₁中此红秆、分裂叶植株所占比例都为$\frac{1}{8}$．
（2）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．
（3）从青蒿中分离了cyp基因，其编码的cyp酶参与青蒿素合成，该事例说明基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，控制生物的性状．
故答案为：
（1）AaBb×aaBb 或AaBb×Aabb   $\frac{1}{8}$
（2）低温抑制纺锤体形成    27 
（3）酶的合成控制代谢

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．