Question

中国科学家屠呦呦获2015年诺贝尔理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命。青蒿素是从黄花蒿中提取的，二倍体黄花蒿的茎秆颜色由两对独立遗传的等位基因A/a和B/b控制，基因A控制红色素合成，基因B为修饰基因，BB使红色素完全消失，Bb使红色素颜色淡化。现用两组纯合亲本进行杂交，实验结果如下：

第一组：P白×红科→F₁粉秆F₂红∶粉秆∶白秆-1∶2∶1

第二组：P白秆×红秆→F₁粉秆F₂红秆∶粉秆∶白秆=3∶6∶7

回答下列问题：

（1）第一组F₁粉秆植株的基因型是___________，F₂代出现性状分离的原因是___________。

（2）若将第二组F₁粉秆植株进行测交，测交后代的表现型及比例是___________。若将第二组F₂中粉秆个体自交，后代中白秆植株所占的比例是___________。

（3）四倍体黄花蒿中青蒿素含量通常高于二倍体黄花蒿，低温处理二倍体黄花蒿幼苗可以获得四倍体黄花蒿，原因是___________。若将四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿一般不能形成种子，原因是___________。

Answer

AABb 两对等位基因在遗传时遵循基因的自由组合定律 红杆∶粉秆∶白杆=1∶1∶2 3/8 低温抑制纺锤体形成 减数分裂时染色体联会紊乱不能形成生殖细胞

【解析】

由题意可知，该植物的茎秆颜色受两对等位基因控制，基因B为修饰基因，BB使红色完全消失，Bb使红色淡化，因此红杆的基因型为A_bb；粉红色花的基因型为A_Bb；白花的基因型为 A_BB、aaB_、aabb；第二组子一代是粉杆，粉杆自交后代的性状分离比是3∶6∶7，有16种组合，因此可以判定，两对等位基因在遗传过程中遵循自由组合定律，且子一代的基因型是AaBb，亲本红杆的基因型是AAbb，白杆的基因型是aaBB。

（1）根据题意，A_BB、aa__为白色，A_Bb为粉色，A_bb为红色，第一组中，F1自交子代BB∶Bb∶bb=1∶2∶1，结合红秆∶粉秆∶白秆=1∶2∶1，可知F1粉色只能为AABb。根据第二组粉杆自交后代的性状分离比有16种组合，说明两对等位基因在遗传过程中遵循基因的自由组合定律，所以F1（AABb）杂合子自交，F2会发生性状分离，分离比为AABB（白杆）∶AABb（粉杆）∶AAbb（红杆）=1∶2∶1。

（2）第二组：纯合白杆（AABB或aaBB或aabb）×纯合红杆（AAbb）→F1粉杆（A_Bb），自交→F2红杆∶粉杆∶白杆=3∶6∶7，说明F1的基因型为AaBb，F1（AaBb）自交所得F2为（AAbb、Aabb）（红杆）∶（AABb、AaBb）（粉杆）∶（AABB、AaBB、aaBB、aaBb、aabb）（白杆）=3∶6∶7。

让第二组F1粉秆进行测交，即AaBb×aabb，则F2中的基因型及表现型的比例为：Aabb红杆∶AaBb粉秆∶（aaBb、aabb）白杆=1∶1∶2。

第二组F2中粉秆个体的基因型为1/3AAABb、2/3AaBb，1/3AABb自交后代有1/3×1/4AABb为白杆，2/3AaBb自交后代有2/3×(3/16A__BB+4/16 aa__)为白杆，即7/24。两种情况综合可知，后代为白秆个体的比例占（1/12+7/24）=3/8。

（3）低温抑制纺锤体形成，导致复制后的染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内的染色体数目增倍。四倍体黄花蒿与二倍体黄花蒿杂交，子代三倍体黄花蒿由于减数分裂时染色体联会紊乱不能形成生殖细胞，因此不能形成种子。