Question

【題目】在大面積種植只含一種抗蟲基因的轉(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)存在下圖所示的情況（細(xì)胞中只有 2 個(gè)抗蟲基因）。請(qǐng)回答（不考慮染色體的交叉互 換）：

（1）培育轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)利用的育種原理是_____。

（2）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)的原因是:_____。

（3）甘藍(lán)是雌雄同株植物。體細(xì)胞含兩種抗蟲基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲，含一種抗 蟲基因的植株表現(xiàn)為弱抗蟲，沒有抗蟲基因的植株不抗蟲（普通甘藍(lán)）。

①體細(xì)胞含兩個(gè)抗蟲基因的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)與普通甘藍(lán)雜交，若 F1中表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲的植株所占比例為25%，則該轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)的兩個(gè)抗蟲基因的整合位點(diǎn)屬上圖_______類型。

②可選取上圖_____類型的轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)的花粉培育出單倍體強(qiáng)抗蟲轉(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_____。

③上圖甲所示類型的植株自交，F(xiàn)1中表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲的植株所占的比例是_____。

（4）下圖表示人工遠(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:

圖中過程①需要做的處理是_____；圖中的受精卵處于有絲分裂后 期時(shí)細(xì)胞中含有_____條染色體。

Answer 1

【答案】基因重組 通過自然選擇，小菜蛾種群中抗性基因頻率增加 丙 乙、丙 細(xì)胞的全能性(花粉細(xì)胞具有全能性) 1/2 秋水仙素處理 72

【解析】

本題主要考查基因工程育種以及多倍體育種。由題可知，體細(xì)胞含兩種抗蟲基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲，含一種抗蟲基因的植株表現(xiàn)為弱抗蟲，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1/2含有2種抗蟲基因，1/2沒有抗蟲基因，丙產(chǎn)生四種配子，1/4有2種抗蟲基因，1/2有1種抗蟲基因，1/4沒有抗蟲基因。

（1）基因工程的原理是基因重組，所以培育轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)利用的育種原理是基因重組。

（2）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)。

（3）①甲產(chǎn)生的配子中都只有一種抗蟲基因，乙產(chǎn)生的配子中有1/2含有2種抗蟲基因，1/2沒有抗蟲基因，丙產(chǎn)生四種配子，1/4有2種抗蟲基因，1/2有1種抗蟲基因，1/4沒有抗蟲基因，所以若F1中表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲的植株所占比例為25%，該轉(zhuǎn)基因甘藍(lán)的兩個(gè)抗蟲基因的整合位點(diǎn)屬上圖丙所示類型。

②根據(jù)題意，體細(xì)胞含兩種抗蟲基因的甘藍(lán)表現(xiàn)為強(qiáng)抗蟲，若培育出的單倍體具有強(qiáng)抗蟲性，可選乙、丙類型，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)抗蟲植株占1/2。（4）由圖可知，過程①使2N變成4N，即染色體加倍，因此該過程可用秋水仙素處理，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，著絲點(diǎn)分裂，染色體數(shù)目加倍，有72條染色體。