Question

11．青蒿素是从青蒿中提取的药用成分，它能有效地杀死导致疟疾的元凶--疟原虫．为获得青蒿素高产植株，科学家做了大量实验．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．研究表明，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．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其蛋白的功能，使细胞膜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，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、题意知，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，因此三对等位基因在遗传过程中遵循基因自由组合定律．
2、细胞膜的功能是：作为细胞边界将细胞与外界环境分开，控制物质进出功能，进行细胞间的信息交流功能．

解答 解：（1）由题意知，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营养物质的吸收，因此破坏的是控制物质进出功能．
（2）由题意知，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，子二代性状分离比是12：3：1，青杆基因型是B_C_、B_cc（bbC_），红杆基因型是bbC_（B_cc），紫杆基因型是bbcc．因此子一代基因型是BbCc，则亲本青杆基因型是BBcc（bbCC），红杆bbCC（BBcc）；F₂青杆植株中能稳定遗传的个体的基因型是BBCC、BBcc（bbCC）占$\frac{2}{12}=\frac{1}{6}$；又由题意知，黄花蒿单株干重圆柱形高于菱形，青蒿素含量紫色植株最高，因此若上述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，紫杆是纯合子bbcc，圆柱形可能是纯合子，也可能是杂合子，让让F₂圆柱形紫杆自交，观察后代是否出现菱形茎，如果后代出现菱形，则不能稳定遗传，如果后代都是圆柱形，则能稳定遗传．
故答案为：
（1）控制物质进出细胞
（2）BBcc    bbCC（或bbCC   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 本题的知识点是细胞膜的功能，基因自由组合定律的实质和应用，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，并应用相关知识结合题干信息进行推理、解答问题．