Question

9．在大面积种植只含一种抗虫基因的转基因甘蓝（2N=18）以后，调查发现，小菜蛾种群对该种甘蓝产生的毒蛋白具有更强的抗性．为此研究人员培育了体细胞含有两种外源抗虫基因（分别用A和B表示）的转基因甘蓝．这两种基因在染色体上的整合位点存在如图所示的情况（细胞中只有2个抗虫基因）．请回答下列问题（不考虑染色体的交叉互换）：

（1）请根据现代生物进化理论解释小菜蛾种群抗性增强的原因：通过自然选择，小菜蛾种群中抗性基因频率增加．
（2）甘蓝是雌雄同株植物．体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫，含一种抗虫基因的甘蓝表现为弱抗虫，没有抗虫基因的甘蓝不抗虫（普通甘蓝）．
①体细胞含两个抗虫基因的转基因甘蓝与普通甘蓝杂交，若F₁中表现为强抗虫的植株所占比例为25%，则该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属于上图丙类型．
②可选取上图乙、丙类型的转基因甘蓝的花粉培育出单倍体强抗虫转基因甘蓝．利用花粉培养出幼苗的技术所依据的原理是植物细胞的全能性．
③图甲所示类型的植株自交，F₁中表现为强抗虫的植株所占的比例是$\frac{1}{2}$．
（3）下面为人工远缘杂交培育含有4个染色体组的可育萝卜-甘蓝植株的示意图．

图中过程①需要做的处理是秋水仙素处理；图中的受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有72条染色体．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫，含一种抗虫基因的植株表现为弱抗虫，甲产生的配子中都只有一个抗性基因，乙产生的配子$\frac{1}{2}$有2个抗性基因，$\frac{1}{2}$没有抗性基因，丙产生四种配子，$\frac{1}{4}$有2个抗性基因，$\frac{1}{2}$有1个抗性基因，$\frac{1}{4}$没有抗性基因．

解答 解：（1）根据现代生物进化理论，由于自然选择的作用，小菜蛾种群中抗性基因频率增加，使小菜蛾种群抗性增强．
（2）①甲产生的配子中都只有一个抗性基因，乙产生的配子$\frac{1}{2}$有2个抗性基因，$\frac{1}{2}$没有抗性基因，丙产生四种配子，$\frac{1}{4}$有2个抗性基因，$\frac{1}{2}$有2个抗性基因，$\frac{1}{4}$没有抗性基因，所以若F₁中表现为强抗虫的植株所占比例为25%，该转基因甘蓝的两个抗虫基因的整合位点属上图丙所示．
②根据题意，体细胞含两种抗虫基因的甘蓝表现为强抗虫，若培育出的单倍体具有强抗虫性，可选乙、丙类型，因为两者都可以产生同时含有A和B的配子．花药离体培养的原理是植物细胞具有全能性．
③甲产生的配子有2种，A和B，自交子代AA：AB：BB=1：2：1，所以强抗虫植株占$\frac{1}{2}$．
（3）由图可知，过程①使2N变成4N，既染色体加倍，用秋水仙素处理，成年植株产生的配子有2个染色体组，所以受精卵是4个染色体组，染色体数为36，有丝分裂后期有72条染色体．
故答案为：
（1）通过自然选择，小菜蛾种群中抗性基因频率增加
（2）①丙 ②乙、丙 植物细胞的全能性 ③$\frac{1}{2}$
（3）秋水仙素处理 72

点评 本题考查基因工程、植物体细胞杂交和染色体变异相关知识，意在考查考生能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题．