Question

16．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（2n=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）研究野生型青蒿的基因组，应研究9条染色体上的基因．
（2）假设野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，圆柱形茎（B）对菱形茎（b）为显性，两对性状独立遗传，若F₁代中白青秆、圆柱形茎植株所占比例为$\frac{3}{8}$，则其杂交亲本的基因型组合为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb，该F₁代中紫红秆、菱形茎植株所占比例为$\frac{1}{8}$．
（3）四倍体青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，用秋水仙素（或低温）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．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．
（4）四倍体青蒿与野生型青蒿否（是、否）为同一物种，原因是四倍体青蒿与野生型青蒿存在生殖隔离．

Answer 1

分析 根据题意分析可知：野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，圆柱形茎（B）对菱形茎（b）为显性，控制秆色和茎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．F₁中白青秆、圆柱形茎植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，根据两对基因自由组合，可分解成$\frac{3}{4}×\frac{1}{2}或\frac{1}{2}×\frac{3}{4}$，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．
明确知识点，梳理相关的基础知识，结合问题的具体提示综合作答．

解答 解：（1）雌雄同株的野生型青蒿的体细胞中染色体数目为2n=18，由于控制每一对性状的基因是独立遗传的，并位于同源染色体上的中，因此研究野生型青蒿的基因组，应研究9条染色体上的基因．
（2）在野生型青蒿的秆色和茎型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），F₁中白青秆、圆柱形茎植株占 $\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，由于两对基因自由组合，所以亲本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb．当亲本为AaBb×aaBb时，F₁中紫红秆、菱形茎植株所占比例为P（aabb）=$\frac{1}{2}×\frac{1}{4}=\frac{1}{8}$．；当亲本为AaBb×Aabb时，F₁中紫红秆、菱形茎植株所占比例为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中紫红秆、菱形茎植株所占比例都为 $\frac{1}{8}$．
（3）低温或秋水仙素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．
（4）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，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，即存在生殖隔离，说明四倍体青蒿与野生型青蒿不是一个物种．
故答案为：
（1）9
（2）AaBb×aaBb 或AaBb×Aabb   $\frac{1}{8}$
（3）秋水仙素（或低温）　　　27
（4）否      四倍体青蒿与野生型青蒿存在生殖隔离

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．