Question

9．在大面積種植只含一種抗蟲(chóng)基因的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)（2N=18）以后，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，小菜蛾種群對(duì)該種甘藍(lán)產(chǎn)生的毒蛋白具有更強(qiáng)的抗性．為此研究人員培育了體細(xì)胞含有兩種外源抗蟲(chóng)基因（分別用A和B表示）的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)．這兩種基因在染色體上的整合位點(diǎn)存在如圖所示的情況（細(xì)胞中只有2個(gè)抗蟲(chóng)基因）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題（不考慮染色體的交叉互換）：

（1）請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論解釋小菜蛾種群抗性增強(qiáng)的原因：通過(guò)自然選擇，小菜蛾種群中抗性基因頻率增加．
（2）甘藍(lán)是雌雄同株植物．體細(xì)胞含兩種抗蟲(chóng)基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲(chóng)，含一種抗蟲(chóng)基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為弱抗蟲(chóng)，沒(méi)有抗蟲(chóng)基因的甘藍(lán)不抗蟲(chóng)（普通甘藍(lán)）．
①體細(xì)胞含兩個(gè)抗蟲(chóng)基因的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)與普通甘藍(lán)雜交，若F₁中表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲(chóng)的植株所占比例為25%，則該轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)的兩個(gè)抗蟲(chóng)基因的整合位點(diǎn)屬于上圖丙類(lèi)型．
②可選取上圖乙、丙類(lèi)型的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)的花粉培育出單倍體強(qiáng)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)．利用花粉培養(yǎng)出幼苗的技術(shù)所依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性．
③圖甲所示類(lèi)型的植株自交，F(xiàn)₁中表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲(chóng)的植株所占的比例是$\frac{1}{2}$．
（3）下面為人工遠(yuǎn)緣雜交培育含有4個(gè)染色體組的可育蘿卜-甘藍(lán)植株的示意圖．

圖中過(guò)程①需要做的處理是秋水仙素處理；圖中的受精卵處于有絲分裂后期時(shí)細(xì)胞中含有72條染色體．

Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：體細(xì)胞含兩種抗蟲(chóng)基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲(chóng)，含一種抗蟲(chóng)基因的植株表現(xiàn)為弱抗蟲(chóng)，甲產(chǎn)生的配子中都只有一個(gè)抗性基因，乙產(chǎn)生的配子$\frac{1}{2}$有2個(gè)抗性基因，$\frac{1}{2}$沒(méi)有抗性基因，丙產(chǎn)生四種配子，$\frac{1}{4}$有2個(gè)抗性基因，$\frac{1}{2}$有1個(gè)抗性基因，$\frac{1}{4}$沒(méi)有抗性基因．

解答 解：（1）根據(jù)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論，由于自然選擇的作用，小菜蛾種群中抗性基因頻率增加，使小菜蛾種群抗性增強(qiáng)．
（2）①甲產(chǎn)生的配子中都只有一個(gè)抗性基因，乙產(chǎn)生的配子$\frac{1}{2}$有2個(gè)抗性基因，$\frac{1}{2}$沒(méi)有抗性基因，丙產(chǎn)生四種配子，$\frac{1}{4}$有2個(gè)抗性基因，$\frac{1}{2}$有2個(gè)抗性基因，$\frac{1}{4}$沒(méi)有抗性基因，所以若F₁中表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲(chóng)的植株所占比例為25%，該轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)的兩個(gè)抗蟲(chóng)基因的整合位點(diǎn)屬上圖丙所示．
②根據(jù)題意，體細(xì)胞含兩種抗蟲(chóng)基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲(chóng)，若培育出的單倍體具有強(qiáng)抗蟲(chóng)性，可選乙、丙類(lèi)型，因?yàn)閮烧叨伎梢援a(chǎn)生同時(shí)含有A和B的配子．花藥離體培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性．
③甲產(chǎn)生的配子有2種，A和B，自交子代AA：AB：BB=1：2：1，所以強(qiáng)抗蟲(chóng)植株占$\frac{1}{2}$．
（3）由圖可知，過(guò)程①使2N變成4N，既染色體加倍，用秋水仙素處理，成年植株產(chǎn)生的配子有2個(gè)染色體組，所以受精卵是4個(gè)染色體組，染色體數(shù)為36，有絲分裂后期有72條染色體．
故答案為：
（1）通過(guò)自然選擇，小菜蛾種群中抗性基因頻率增加
（2）①丙 ②乙、丙 植物細(xì)胞的全能性 ③$\frac{1}{2}$
（3）秋水仙素處理 72

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程、植物體細(xì)胞雜交和染色體變異相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題．