Question

12．黄花蒿可提取青蒿素，已知黄花蒿茎的形状有圆柱形和菱形，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，相同种植条件下，黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形，青蒿素的含量紫色植株高于红色植株，红色植株高于青色植株，请回答：
（1）青蒿素治疗疟原虫的原理是：青蒿素和其衍生物可以与疟原虫细胞膜表面蛋白结合干扰器蛋白的功能，使细胞失去控制物质进出细胞功能，从而干扰营养物质的吸收．
（2）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，则理论上亲本青杆和红杆植株的基因型分别是BBcc和bbCC，F₂青杆植株中能稳定遗传的个体占$\frac{1}{6}$，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圆柱形紫杆，为了确定F₂中该表现型的植株是否能稳定遗传，最简单的设计思路是让F₂圆柱形紫杆自交，观察后代是否出现菱形茎．

Answer 1

分析 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．

解答 解：（1）青蒿素和其衍生物可以与疟原虫细胞膜表面蛋白结合干扰细胞膜蛋白的功能，使细胞失去控制物质进出细胞功能，从而干扰营养物质的吸收．
（2）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，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．因此，亲本青杆和红杆植株的基因型分别是BBcc和bbCC．F₁的基因型为BbCc，F₁自交，F₂青杆植株（ $\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{2}{16}$BBCc、$\frac{2}{16}$BbCC、$\frac{4}{16}$BbCc、$\frac{1}{16}$BBcc、$\frac{2}{16}$Bbcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{2}{16}$BBCc、$\frac{2}{16}$BbCC、$\frac{4}{16}$BbCc、$\frac{1}{16}$bbCC、$\frac{2}{16}$bbCc）中能稳定遗传的个体（ $\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$BBcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$bbCC）占 $\frac{1}{6}$．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”可知，单株青蒿素产量最高的植株表现型是圆柱形紫杆/紫杆圆柱形．为了确定F₂该表现型的植株中是否存在不能稳定遗传的个体，最简单的方法是自交法，即让F₂中所有圆柱形紫杆植株自交，观察后代是否出现菱形茎．
故答案为：
（1）控制物质进出细胞
（2）BBcc和bbCC     $\frac{1}{6}$        圆柱形紫杆     让F₂圆柱形紫杆自交，观察后代是否出现菱形茎

点评 本题考查基因自由组合定律的实质及应用，要求考生理解和掌握基因自由组合定律的实质，能根据子代的情况推断子一代和亲本的基因型，同时能判断基因型与表现型之间的对应关系，能结合题中信息准确答题，属于考纲理解和应用层次的考查．