Question

13．棉铃虫的Bt毒蛋白抗性由一对常染色体上的隐性基因控制．为研究抗虫棉种植区中棉铃虫Bt毒蛋白抗性基因频率的变化，科研人员连续三年将实验室饲养的纯合抗性雌虫与在田间随机捕捉到的雄虫单对杂交，随后单独孵化雌虫所产的全部卵，得到单雌系．孵化过程中用Bt毒蛋白基因高表达的棉叶饲喂单雌系幼虫5天，检测幼虫体质量，结果如图所示．

（1）科研人员将饲喂5天后存活的幼虫达到虫体质量≥0.6mg的单雌系定义为抗性单雌系，由抗性基因遗传规律分析，理论上抗性单雌系中的幼虫是抗性基因的纯合子（填“纯合子”、“杂合子”或“纯合子及杂合子”）．幼虫体质量为0mg，表明该单雌系的幼虫全部死亡，推测其父本不携带该抗性基因（或“是显性纯合子”）．
（2）统计2012年的实验结果可知，抗性单雌系占所有单雌系的百分比为63.7%（保留小数点后1位），该百分比明显高于2010年，推测田闻棉铃虫种群的抗性基因频率高于2010年．
（3）通常在田间种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因棉或其他作物，该做法能使棉铃虫种群抗性基因频率上升速率减缓．

Answer 1

分析 生物进化的实质是种群基因频率的改变，可遗传变异为生物进化提供原材料，自然选择决定生物进化的方向，自然选择通过定向改变种群的基因频率而使生物朝着一定的方向进化．

解答 解：（1）由题意知，棉铃虫的Bt毒蛋白抗性由一对常染色体上的隐性基因控制，即隐性纯合子表现为抗性，用Bt毒蛋白基因高表达的棉叶饲喂单雌系幼虫5天，获得的抗性单雌系的基因型理论上讲应该是隐性纯合子；用Bt毒蛋白基因高表达的棉叶饲喂单雌系幼虫5天，幼虫体质量为0mg，表明该单雌系的幼虫全部死亡，由此可以推测，其父本是显性纯合子，不携带抗性基因．
（2）由柱形图可知，2012年幼虫体重为0mg的个体数是6，体重为0.1～0.3mg之间的个体数是4，0.4～0.5mg之间的是35，体质量≥0.6mg的个体数是79，因此2012年的实验抗性单雌系占所有单雌系的百分比为79÷（6+4+35+79）×100%=63.7%；该百分比明显高于2010年，因此说2012年棉铃虫种群的抗性基因频率高于2010年．
（3）在田间种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因棉或其他作物，降低抗性基因频率上升的速率，延缓抗性品种的出现．
故答案为：
（1）纯合子    不携带该抗性基因（或“是显性纯合子”）
（2）63.7%    频率
（3）抗性基因频率上升速率减缓

点评 本题旨在考查学生理解现代生物进化理论内容、分析题图获取信息，并学会应用现代生物进化理论知识结合题干信息解释进化问题．