Question

【題目】閱讀科普短文，回答下列問題。

蜜蜂是一種高度社會化的昆蟲，一個完整健康的蜂群通常是由蜂王、雄蜂和工蜂組成的。蜂王是能夠產(chǎn)卵的雌性個體，它產(chǎn)生的卵分為未受精卵和受精卵兩種。未受精的卵發(fā)育成雄蜂，染色體數(shù)目是 16 條。受精卵發(fā)育成雌蜂，染色體數(shù)目是 32 條，而食物類型又決定了雌蜂是發(fā)育成蜂王還是工蜂。蜂王的個體大小約是工蜂的 1.5倍，而壽命更是工蜂的 20 倍。

所有蜜蜂幼蟲最初的食物都是蜂王漿，產(chǎn)在普通尺寸蜂房里的雌幼蟲會早早“斷漿”，改吃普通蜂蜜和花粉，將發(fā)育為工蜂；產(chǎn)在較大蜂房中的雌幼蟲，能獲得足夠 蜂王漿，可以發(fā)育成蜂王。

為什么蜂王和工蜂有著相同的基因，發(fā)育結(jié)果卻不同呢？研究表明，工蜂大腦細(xì)胞中約 600 個基因被甲基化，而蜂王大腦細(xì)胞中的基因沒有甲基化。如果某 DNA 片段被甲基化，那么包含該片段的基因功能就會被抑制。DNA 的甲基化是由一種酶來控制的，如果讓蜜蜂幼蟲細(xì)胞中的這種酶失去作用，蜜蜂幼蟲就會發(fā)育成蜂王，和喂它蜂王漿的效果是一樣的。飼喂幼蟲蜂王漿，其基因甲基化水平顯著降低，幼蟲發(fā)育成蜂王的比例顯著提高。

(1)據(jù)圖分析可知，蜜蜂的發(fā)育過程屬于_____發(fā)育。蜜蜂采蜜這一性狀表現(xiàn)是由_____控制的。

(2)蜂王的體細(xì)胞中染色體數(shù)目為_________。染色體由_____和_________組成，基因是含有遺傳信息的_____。

(3)請從遺傳物質(zhì)和環(huán)境兩方面解釋蜂王和工蜂的發(fā)育過程？________。

Answer 1

【答案】完全變態(tài) 基因（遺傳物質(zhì)） 32 條 DNA 蛋白質(zhì)（DNA 和蛋白質(zhì)的位置可以互換） DNA 片段 蜂王和工蜂都是由雌幼蟲發(fā)育而來，體內(nèi)基因相同；飼喂蜂蜜、花粉的雌幼蟲，其體內(nèi)的一種酶使其體內(nèi)的某段 DNA 片段被甲基化，該雌幼蟲將發(fā)育成工蜂；飼喂蜂王漿的雌幼蟲，會導(dǎo)致使 DNA 片段甲基化的酶失去作用，基因甲基化水平降低，該雌幼蟲將發(fā)育為蜂王

【解析】

（1）昆蟲經(jīng)過受精卵、幼蟲、蛹、成蟲四個階段，并且幼蟲和成蟲的差別明顯，這種發(fā)育過程稱為完全變態(tài)發(fā)育。

（2）先天性行為是指動物一出生就有的一種行為方式，是動物的一種本能，由遺傳物質(zhì)決定的，而學(xué)習(xí)行為是動物出生后在成長的過程中通過生活經(jīng)驗(yàn)和“學(xué)習(xí)”逐漸建立起來的行為。

（3）染色體是細(xì)胞核中容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)，染色體是由DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)組成；DNA是遺傳信息的載體，主要存在于細(xì)胞核中，DNA分子為雙螺旋結(jié)構(gòu)，像螺旋形的梯子；DNA上決定生物性狀的小單位，叫基因。即基因決定生物的性狀。一條染色體有一個DNA分子組成，一個DNA分子上有許多個基因。

(1)由圖可知，蜜蜂的發(fā)育過程為：卵、幼蟲、蛹、成蟲，為完全變態(tài)發(fā)育；生物的性狀是由基因（遺傳物質(zhì)）控制的。

(2)根據(jù)題意蜂王是由受精卵發(fā)育而來的，體內(nèi)有 32 條染色體，染色體由 DNA 和蛋白質(zhì)構(gòu)成；基因是具有遺傳效應(yīng)的 DNA 片段。

(3)根據(jù)題意可知，工蜂和蜂王都是由受精卵開始發(fā)育的，但是由于后期食物的環(huán)境條 件不一樣，導(dǎo)致最終形成兩種蜜蜂。從遺傳物質(zhì)和環(huán)境兩方面解釋蜂王和工蜂的發(fā)育過程為：蜂王和工蜂都是由雌幼蟲發(fā)育而來， 體內(nèi)基因相同；飼喂蜂蜜、花粉的雌幼蟲，其體內(nèi)的一種酶使其體內(nèi)的某段DNA 片段被甲基化，該雌幼蟲將發(fā)育成工蜂；飼喂蜂王漿的雌幼蟲，會導(dǎo)致使 DNA 片段甲基化的酶失去作用，基因甲基化水平降低，該雌幼蟲將發(fā)育為蜂王。