Question

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）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

 

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

 

，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株所占比例为

 

．
（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

 

．四倍体青蒿与野生型青蒿杂交后代为

 

倍体，其体细胞的染色体数为

 

，四倍体青蒿与野生型青蒿

 

（是、否）为同一物种，原因是

 

．
（3）现有某杂合野生型青蒿的花粉发育成的单倍体植株及其花药壁细胞发育成的二倍体植株，在幼胚期它们的形态上并无明显差别．若想在幼胚期就区分出是哪种胚，可以采用

 

的方法对它们加以区分．在对由花粉发育成的单倍体植株和由花药壁细胞发育成的二倍体植株培养过程中，有一部分单倍体能自然加倍成为二倍体植株，鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是

 

．

Answer 1

考点：杂交育种,低温诱导染色体加倍实验

专题：

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3/8，即P（A_B_）=3/8，根据两对基因自由组合，可分解成3/4×1/2或1/2×3/4，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）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，所以青蒿的基因型共有3×3=9种．F₁中白青秆、稀裂叶植株占3/8，即P（A_B_）=3/8，根据两对基因自由组合，可分解成3/4×1/2或1/2×3/4，所以亲本的基因型可能是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）=1/2×1/4=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）=1/4×1/2=1/8．可见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可得到三倍体个体，由于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，因此两者受精发育而成的后代体细胞中有27条染色体．但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，说明四倍体青蒿与野生型青蒿不是一个物种．
（3）由杂合野生型青蒿的花粉发育成的单倍体植株与花药壁细胞发育成的二倍体植株的染色体数目不同，因此要想在幼胚期就区分出是哪种胚，可以用采显微镜观察染色体数目的方法对它们加以区分．在对由花粉发育成的单倍体植株和由花药壁细胞发育成的二倍体植株培养过程中，有一部分单倍体能自然加倍成为二倍体植株，鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植．
故答案：（1）9　AaBb×aaBb、AaBb×Aabb　1/8
（2）低温抑制纺锤体形成     三 　   27      否     其杂交后代三倍体减数分裂会发生联会紊乱而高度不育（或有生殖隔离）
（3）显微镜观察染色体数目     将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株

点评：本题考查基因自由组合定律的应用、染色体变异等相关知识，意在考查考生理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容和计算能力；能理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中的一些生物学问题．