Question

13．棉鈴蟲的Bt毒蛋白抗性由一對常染色體上的隱性基因控制．為研究抗蟲棉種植區(qū)中棉鈴蟲Bt毒蛋白抗性基因頻率的變化，科研人員連續(xù)三年將實驗室飼養(yǎng)的純合抗性雌蟲與在田間隨機捕捉到的雄蟲單對雜交，隨后單獨孵化雌蟲所產(chǎn)的全部卵，得到單雌系．孵化過程中用Bt毒蛋白基因高表達的棉葉飼喂單雌系幼蟲5天，檢測幼蟲體質(zhì)量，結(jié)果如圖所示．

（1）科研人員將飼喂5天后存活的幼蟲達到蟲體質(zhì)量≥0.6mg的單雌系定義為抗性單雌系，由抗性基因遺傳規(guī)律分析，理論上抗性單雌系中的幼蟲是抗性基因的純合子（填“純合子”、“雜合子”或“純合子及雜合子”）．幼蟲體質(zhì)量為0mg，表明該單雌系的幼蟲全部死亡，推測其父本不攜帶該抗性基因（或“是顯性純合子”）．
（2）統(tǒng)計2012年的實驗結(jié)果可知，抗性單雌系占所有單雌系的百分比為63.7%（保留小數(shù)點后1位），該百分比明顯高于2010年，推測田聞棉鈴蟲種群的抗性基因頻率高于2010年．
（3）通常在田間種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因棉或其他作物，該做法能使棉鈴蟲種群抗性基因頻率上升速率減緩．

Answer 1

分析 生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，可遺傳變異為生物進化提供原材料，自然選擇決定生物進化的方向，自然選擇通過定向改變種群的基因頻率而使生物朝著一定的方向進化．

解答 解：（1）由題意知，棉鈴蟲的Bt毒蛋白抗性由一對常染色體上的隱性基因控制，即隱性純合子表現(xiàn)為抗性，用Bt毒蛋白基因高表達的棉葉飼喂單雌系幼蟲5天，獲得的抗性單雌系的基因型理論上講應該是隱性純合子；用Bt毒蛋白基因高表達的棉葉飼喂單雌系幼蟲5天，幼蟲體質(zhì)量為0mg，表明該單雌系的幼蟲全部死亡，由此可以推測，其父本是顯性純合子，不攜帶抗性基因．
（2）由柱形圖可知，2012年幼蟲體重為0mg的個體數(shù)是6，體重為0.1～0.3mg之間的個體數(shù)是4，0.4～0.5mg之間的是35，體質(zhì)量≥0.6mg的個體數(shù)是79，因此2012年的實驗抗性單雌系占所有單雌系的百分比為79÷（6+4+35+79）×100%=63.7%；該百分比明顯高于2010年，因此說2012年棉鈴蟲種群的抗性基因頻率高于2010年．
（3）在田間種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的同時，間隔種植少量非轉(zhuǎn)基因棉或其他作物，降低抗性基因頻率上升的速率，延緩抗性品種的出現(xiàn)．
故答案為：
（1）純合子    不攜帶該抗性基因（或“是顯性純合子”）
（2）63.7%    頻率
（3）抗性基因頻率上升速率減緩

點評 本題旨在考查學生理解現(xiàn)代生物進化理論內(nèi)容、分析題圖獲取信息，并學會應用現(xiàn)代生物進化理論知識結(jié)合題干信息解釋進化問題．