Question

【題目】中國女科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理醫學獎，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數百萬人的生命。青蒿富含青蒿素，青蒿素是治療瘧疾的重要藥物。利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細胞染色體數為18），通過傳統育種和現代生物技術可培育高青蒿素含量的植株。請回答以下相關問題：

（1）假設野生型青蒿青蒿素高產（A）對青蒿素低產（a）為顯性，抗病（B）對易病（b）為顯性，兩對性狀獨立遺傳，則野生型青蒿最多有 種基因型。若F1代中高產、抗病植株所占比例為3/8，則其雜交親本的基因型組合為 ，請寫出該雜交過程的遺傳圖解。

（2）四倍體青蒿中青蒿素含量通常高于野生型青蒿，低溫處理野生型青蒿正在有絲分裂的細胞會導致染色體不分離，從而獲得四倍體細胞并發育成植株。推測低溫處理導致細胞染色體不分離的原因是 ，該育種方法的原理是 ，四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代體細胞的染色體數為 ，雜交后代一般不育，原因是 。

（3）現有某雜合野生型青蒿的花粉發育成的單倍體植株及其花藥壁細胞發育成的二倍體植株，在幼胚期它們的形態上并無明顯差別。若想在幼胚期就區分出是哪種胚，可以采用 的方法對它們加以區分。在對由花粉發育成的單倍體植株和由花藥壁細胞發育成的二倍體植株培養過程中，有一部分單倍體能自然加倍成為二倍體植株，鑒別上述自然加倍植株與花藥壁植株的方法是 。

Answer 1

【答案】（1）9 AaBb×aaBb或AaBb×Aabb （2）低溫抑制紡錘體形成 染色體變異 27 減數分裂過程中聯會紊亂，不能正常產生配子 （3）顯微鏡觀察染色體數目 將植株分別自交，子代性狀表現一致的是自然加倍植株，子代性狀分離的是花藥壁植株

【解析】（1）在野生型青蒿的青蒿素產量和病況這兩對性狀中，控制各自性狀的基因型各有3種（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制這兩對性狀的基因是獨立遺傳的，基因間可自由組合，故野生型青蒿基因型最多有3×3=9種。F1中高產、抗病植株占3/8，即P（A_B_）=3/8，根據兩對基因自由組合，可分解成3/4×1/2或1/2×3/4，所以親本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb。遺傳圖解見答案。（2）低溫可以抑制紡錘體的形成，使細胞內的染色體經過復制但不發生分離，從而使染色體數目加倍，該育種的原理是染色體變異。若四倍體青蒿（細胞內的染色體是二倍體青蒿的2倍，有18×2=36條染色體）與野生型的二倍體青蒿雜交，前者產生的生殖細胞中有18條染色體，后者產生的生殖細胞中有9條染色體，兩者受精發育而成的后代體細胞中有27條染色體。由于雜交后代的細胞中染色體為奇數，在減數分裂過程中聯會紊亂，不能正常產生配子，所以一般不育。（3）由雜合野生型青蒿的花粉發育成的單倍體植株與花藥壁細胞發育成的二倍體植株的染色體數目不同，因此要想在幼胚期就區分出是哪種胚，可以用采顯微鏡觀察染色體數目的方法對它們加以區分。在對由花粉發育成的單倍體植株和由花藥壁細胞發育成的二倍體植株培養過程中，有一部分單倍體能自然加倍成為二倍體植株，鑒別上述自然加倍植株與花藥壁植株的方法是將植株分別自交，子代性狀表現一致的是自然加倍植株，子代性狀分離的是花藥壁植。