Question

12．黃花蒿可提取青蒿素，已知黃花蒿莖的形狀有圓柱形和菱形，由一對(duì)等位基因A、a控制；莖的顏色有青色、紅色和紫色，由兩對(duì)等位基因B、b和C、c控制，這三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)同源染色體上，相同種植條件下，黃花蒿單株干重圓柱形高于菱形，青蒿素的含量紫色植株高于紅色植株，紅色植株高于青色植株，請(qǐng)回答：
（1）青蒿素治療瘧原蟲的原理是：青蒿素和其衍生物可以與瘧原蟲細(xì)胞膜表面蛋白結(jié)合干擾器蛋白的功能，使細(xì)胞失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞功能，從而干擾營養(yǎng)物質(zhì)的吸收．
（2）若將一青桿植株和一紅桿植株雜交，F(xiàn)₁全為青桿，F(xiàn)₁自交，F(xiàn)₂中青桿124株，紅桿31株，紫桿10株，則理論上親本青桿和紅桿植株的基因型分別是BBcc和bbCC，F(xiàn)₂青桿植株中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體占$\frac{1}{6}$，若上述F₂各種顏色的莖中均有圓柱形莖和菱形莖植株，則單株青蒿素產(chǎn)量最高的植株的表現(xiàn)型是圓柱形紫桿，為了確定F₂中該表現(xiàn)型的植株是否能穩(wěn)定遺傳，最簡單的設(shè)計(jì)思路是讓F₂圓柱形紫桿自交，觀察后代是否出現(xiàn)菱形莖．

Answer 1

分析 1、分析題文：F₂中青桿124株，紅桿31株，紫桿10株，即青桿：紅桿：紫桿=12：3：1，這是“9：3：3：1”的變式，這說明F₁的基因型為BbCc，B和C基因同時(shí)存在或只存在B基因（或只存在C基因）時(shí)表現(xiàn)為青桿，只存在C基因（或只存在B基因）時(shí)表現(xiàn)為紅桿，bbcc表現(xiàn)為紫桿．
2、根據(jù)題干信息“相同種植條件下，黃花蒿單株干重圓柱形高于菱形；青蒿素的含量（mg/kg干重）紫色植株高于紅色植株、紅色植株高于青色植株”答題．

解答 解：（1）青蒿素和其衍生物可以與瘧原蟲細(xì)胞膜表面蛋白結(jié)合干擾細(xì)胞膜蛋白的功能，使細(xì)胞失去控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞功能，從而干擾營養(yǎng)物質(zhì)的吸收．
（2）若將一青桿植株和一紅桿植株雜交，F(xiàn)₁全為青桿，F(xiàn)₁自交，F(xiàn)₂中青桿124株，紅桿31株，紫桿10株，即青桿：紅桿：紫桿=12：3：1，這是“9：3：3：1”的變式，這說明F₁的基因型為BbCc，B和C基因同時(shí)存在或只存在B基因（或只存在C基因）時(shí)表現(xiàn)為青桿，只存在C基因（或只存在B基因）時(shí)表現(xiàn)為紅桿，bbcc表現(xiàn)為紫桿．因此，親本青桿和紅桿植株的基因型分別是BBcc和bbCC．F₁的基因型為BbCc，F(xiàn)₁自交，F(xiàn)₂青桿植株（ $\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{2}{16}$BBCc、$\frac{2}{16}$BbCC、$\frac{4}{16}$BbCc、$\frac{1}{16}$BBcc、$\frac{2}{16}$Bbcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{2}{16}$BBCc、$\frac{2}{16}$BbCC、$\frac{4}{16}$BbCc、$\frac{1}{16}$bbCC、$\frac{2}{16}$bbCc）中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體（ $\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$BBcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$bbCC）占 $\frac{1}{6}$．根據(jù)題干信息“相同種植條件下，黃花蒿單株干重圓柱形高于菱形；青蒿素的含量（mg/kg干重）紫色植株高于紅色植株、紅色植株高于青色植株”可知，單株青蒿素產(chǎn)量最高的植株表現(xiàn)型是圓柱形紫桿/紫桿圓柱形．為了確定F₂該表現(xiàn)型的植株中是否存在不能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體，最簡單的方法是自交法，即讓F₂中所有圓柱形紫桿植株自交，觀察后代是否出現(xiàn)菱形莖．
故答案為：
（1）控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞
（2）BBcc和bbCC     $\frac{1}{6}$        圓柱形紫桿     讓F₂圓柱形紫桿自交，觀察后代是否出現(xiàn)菱形莖

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生理解和掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能根據(jù)子代的情況推斷子一代和親本的基因型，同時(shí)能判斷基因型與表現(xiàn)型之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能結(jié)合題中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．