Question

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下图所示的情况（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：_________。

（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________类型。

②可选取上图________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___________。

③上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________。

（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_____________；图中的受精卵处于有丝分裂后期时细胞中含有________条染色体。

Answer

（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 ③1/2 （3）秋水仙素处理 72

【解析】（1）在没有种植转基因甘蓝以前，小菜蛾种群中就有抗虫基因出现，种植抗虫基因的转基因甘蓝后，相对于对小菜蛾进行了选择，使不具有抗性基因的个体死亡，有抗性的个体保留下来，即通过自然选择，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）由题可知，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1/2有2个抗性基因，1/2没有抗性基因，丙产生四种配子，1/4有2个抗性基因，1/2有1个抗性基因，1/4没有抗性基因。所以

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可选取上图中能产生同时含2个抗虫基因的配子的个体即乙或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上图甲所示类型的植株自交，甲产生的配子有2种，A和B，自交子代AA：AB：BB=1：2：1，所以F1中表现为强抗虫的植株所占的比例是1/2×1/2×2=1/2；

（3）由图可知，过程①使2N变成4N，使染色体加倍，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。

【考点定位】分离、自由组合定律的实质