Question

14．中国科学家屠呦呦因从青蒿中分离出青蒿素并应用于疟疾治疗获得了 2015年诺贝尔生理学或医学奖．已知野生型青蒿为二倍体，茎秆中白色（Y）对紫色（y）为显性，叶片中稀裂叶（R）对分裂叶（r）为显性，这两对性状独立遗传．分析回答问题：
（1）通过一定的处理让野生型青蒿成为三倍体植株，该三倍体青蒿高度不育（填“可育”或“髙度不育”），这种三倍体青蒿形成过程中发生的变异属于可遗传（填“可遗传”或“不可遗传”）的变异．
（2）用X射线照射分裂叶青蒿以后，r基因中一小段碱基序列发生变化，使分裂叶转变为稀裂叶，这种变异属于可遗传变异中的基因突变．
（3）现用白秆分裂叶植株与紫秆稀裂叶植株杂交，F₁均表现为白秆稀裂叶，则亲本的基因型为YYrr和yyRR．
（4）染色体变异可导致R基因所在的染色体整体缺失，同源染色体中一条染色体缺失的植株可以存活，两条都缺失的植株不能存活．现有基因型为YyOR的植株（“O”代表该染色体缺失，下同）与基因型为yyOr的植株杂交，子一代中y的基因频率为75%，子一代存活植株中紫秆稀裂叶的比例是$\frac{1}{3}$．

Answer 1

分析 1、可遗传的变异有三种来源：基因突变、染色体变异和基因重组：
（1）基因突变是基因结构的改变，包括碱基对的增添、缺失或替换．基因突变发生的时间主要是细胞分裂的间期．基因突变的特点是低频性、普遍性、少利多害性、随机性、不定向性．
（2）基因重组的方式有同源染色体上非姐妹单体之间的交叉互换和非同源染色体上非等位基因之间的自由组合，另外，外源基因的导入也会引起基因重组．
（3）染色体变异是指染色体结构和数目的改变．染色体结构的变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种类型．染色体数目变异可以分为两类：一类是细胞内个别染色体的增加或减少，另一类是细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少．
2、利用基因型频率求解基因频率
种群中某基因频率=该基因控制的性状纯合体频率+$\frac{1}{2}$×杂合体频率．

解答 解：（1）三倍体植株因减数分裂时同源染色体联会紊乱不能产生可育的配子，因此该三倍体青蒿高度不育．培育该三倍体青蒿过程中发生的变异属于可遗传变异中的染色体变异．
（2）用X射线照射分裂叶青蒿以后，r基因中一小段碱基序列发生变化，使分裂叶转变为稀裂叶，这种变异属于可遗传变异中的基因突变．
（3）用白秆分裂叶植株与紫秆稀裂叶植株杂交，F₁均表现为白秆稀裂叶，说明双亲均为纯合子，在此基础上结合题意可推知：亲本的基因型为YYrr和 yyRR．
（4）基因型为YyOR的植株与基因型为yyOr的植株杂交，子一代中Yy：yy=1：1，OR：Or：Rr：00=1：1：1：1，其中00不能存活，所以y的基因频率=纯合子的频率+$\frac{1}{2}$杂合子的频率=$\frac{1}{2}$+$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$=$\frac{3}{4}$=75%；子一代存活植株中紫秆稀裂叶的比例是$\frac{1}{2}$紫秆（yy）×$\frac{2}{3}$稀裂叶（OR+Rr）=$\frac{1}{3}$．
故答案为：
（1）高度不育       可遗传
（2）基因突变
（3）YYrr和 yyRR
（4）75%      $\frac{1}{3}$

点评 本题考查可遗传变异、基因的自由组合定律、基因频率的计算的相关知识，意在考查学生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力．