Question

4．中國女科學家屠呦呦研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數百萬人的生命，因此獲得了2015年諾貝爾生理學獎．為獲得青蒿素高產植株，科學家做了大量實驗．已知黃花蒿莖的形狀有圓柱形和菱形，由一對等位基因A、a控制；莖的顏色有青色、紅色和紫色，由兩對等位基因B、b和C、c控制；這三對等位基因分別位于三對同源染色體上．研究表明，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．請回答下列相關問題：
（1）孟德爾運用假說演繹法，歸納得出了遺傳學兩大定律，為雜交實驗提供了理論基礎．
（2）若將一青桿植株和一紅桿植株雜交，F₁全為青桿，F₁自交，F₂中青桿124株，紅桿31株，紫桿10株，則親本青桿和紅桿植株的基因型分別是BBcc/bbCC、bbCC/BBcc，F₂青桿植株中能穩(wěn)定遺傳的個體占$\frac{1}{6}$．
（3）若上述F1各種莖色中均有圓柱形莖和菱形莖的植株，則單株青蒿素產量最高的植株表現型是圓柱形紫桿/紫桿圓柱形．為了確定F₂該表現型的植株中是否存在不能穩(wěn)定遺傳的個體，最簡單的方法是讓F₂中所有圓柱形紫桿植株自交，觀察后代是否出現菱形莖．

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基因同時存在或只存在B基因（或只存在C基因）時表現為青桿，只存在C基因（或只存在B基因）時表現為紅桿，bbcc表現為紫桿．
2、根據題干信息“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）孟德爾遺傳實驗運用了假說-演繹法，其基本步驟：提出問題→作出假說→演繹推理→實驗驗證→得出結論．
（2）若將一青桿植株和一紅桿植株雜交，F₁全為青桿，F₁自交，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基因同時存在或只存在B基因（或只存在C基因）時表現為青桿，只存在C基因（或只存在B基因）時表現為紅桿，bbcc表現為紫桿．因此，親本青桿和紅桿植株的基因型分別是BBcc/bbCC、bbCC/BBcc．F₁的基因型為BbCc，F₁自交，F₂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)定遺傳的個體（$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$BBcc或$\frac{1}{16}$BBCC、$\frac{1}{16}$bbCC）占$\frac{1}{6}$．
（3）根據題干信息“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，單株青蒿素產量最高的植株表現型是圓柱形紫桿/紫桿圓柱形．為了確定F₂該表現型的植株中是否存在不能穩(wěn)定遺傳的個體，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，觀察后代是否出現菱形莖．
故答案為：
（1）演繹  
（2）BBcc/bbCC      bbCC/BBcc      $\frac{1}{6}$
（3）圓柱形紫桿/紫桿圓柱形       讓F₂中所有圓柱形紫桿植株自交，觀察后代是否出現菱形莖

點評 本題考查基因自由組合定律的實質及應用，要求考生理解和掌握基因自由組合定律的實質，能根據子代的情況推斷子一代和親本的基因型，同時能判斷基因型與表現型之間的對應關系，能結合題中信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查．