Question

20．中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学奖，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红秆：粉秆：白秆=1：2：1
第二组：P白秆×红秆→F₁粉秆→F₂红秆：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粉秆进行测交，则F₂中红杆：粉秆：白杆=1：1：2．
（2）让第二组F₂中粉秆个体自交，后代仍为粉秆的个体比例占$\frac{5}{12}$．
（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）第一组中，纯合白杆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红杆（AAbb）→粉杆（A_Bb），F1自交后代出现1：2：1的分离比，说明F₁的基因型为AABb，F₁（AABb）自交所得F2为AABB（白杆）：AABb（粉杆）：AAbb（红杆）=1：2：1．第二组：纯合白杆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红杆（AAbb）→粉杆（A_Bb$\stackrel{自交}{→}$F₂红杆：粉杆：白杆=3：6：7．说明F₁的基因型为AaBb，F₁（AaBb）自交所得F2为（AAbb、Aabb）（红杆）：（AABb、AaBb）（粉杆）：（AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb）（白杆）=3：6：7．
若第二组F₁粉秆进行测交，即AaBb×aabb，则F₂中的基因型及表现型的比例为：Aabb红杆：AaBb粉秆：（aaBb、aabb）白杆=1：1：2．
（2）让第二组F₂中粉秆个体的基因型为$\frac{1}{3}$AAABb、$\frac{2}{3}$AaBb，$\frac{1}{3}$AABb自交后代有$\frac{1}{2}×\frac{1}{3}$AAABb为粉杆，AaBb自交后代有$\frac{2}{3}×（\frac{2}{16}AABb+\frac{4}{16}AaBb）$为粉杆，即$\frac{1}{4}$．两种情况综合可知，后代仍为粉秆的个体比例占（$\frac{1}{6}+\frac{1}{4}$）=$\frac{5}{12}$．
（3）若BB和Bb的修饰作用相同，且都会使红色素完全消失，即为白色．第一组中，纯合白杆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红杆（AAbb）→白杆（A_Bb，即AABb或AaBb），亲本纯合白杆的基因型可能为AABB或aaBB，F1自交后代出现红秆：白秆=1：3的分离比，说明F₁的基因型为AABb，并亲本纯合白杆的基因型为AABB．若第二组中白秆亲本与第一组中不同，为aaBB．F₁的基因型为AaBb，也全部表现为白秆，自交所得F2为（A_B_、aaB_、aabb）（白杆）：（aaB_）（红杆）=（9+3+1）：3=13：3．
（4）低温抑制纺锤体形成，细胞染色体不分离，使细胞中染色体数目增倍．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$\frac{18×2}{2}+\frac{18}{2}$=27条．
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 本题的知识点是基因分离定律和自由组合定律的实质，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系，形成知识网络并学会根据子代的表现型及比例关系推测性状在遗传过程中遵循的遗传规律，根据遗传规律通过正推的方法解答相关问题．