Question

19．我們種植的水稻，它們并非天然而成，而是野生稻種經過人類上萬年的栽培、馴化而成的物種．科學家們針對水稻及其親緣關系較近野生種的遺傳多樣性以及物種之間的進化關系和現代育種開展了長期的研究．
（1）現代生物進化理論認為，種群是生物進化的基本單位．如果一個水稻種群仍然保持較多的遺傳多樣性，實際上反映了種群基因多樣性．
（2）物種形成和生物進化的機制是突變、自然選擇和隔離
（3）研究人員將抗蟲基因（SCK基因）導入水稻培育抗蟲轉基因水稻，在該工程中所用的基因“剪刀”能識別的序列是-GGATCC-，切點在GG之間．同時卡那霉素抗性基因（kan）常作為標記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細胞才能在卡那霉素培養基上生長．下面為培育轉基因水稻過程示意圖，請回答：

①請畫出質粒的切割點被切割后形成的黏性末端的過程圖
②培養基2除含有必要營養物質、激素外，還必須加入卡那霉素．
③某些抗蟲植株體細胞含兩個SCK基因，假設這兩個基因在染色體上隨機整合，出現如圖所示三種情況．

甲圖個體自交，F₁中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為1：0，乙圖個體自交，子代中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為3：1，丙圖個體自交，F₁中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為15：1．

Answer 1

分析 現代生物進化理論的內容：種群是生物進化的基本單位；突變和基因重組產生進化的原材料；自然選擇決定生物進化的方向；隔離導致物種形成．
分析題圖：甲圖植株相當于是SCK基因純合子，其產生的配子均含有SCK基因；乙圖植株相當于是SCK基因雜合子，其產生的配子中有$\frac{1}{2}$含有SCK基因；丙圖植株相當于是SCK基因雜合子，其產生的配子中有$\frac{3}{4}$含有SCK基因．

解答 解：（1）現代生物進化理論認為，種群是生物進化的基本單位，遺傳的多樣性實質就是基因的多樣性．
（2）物種形成和生物進化的機制是突變和重組產生新的性狀，然后經過自然選擇，不同種群之間出現生殖隔離，從而出現新物種．
（3）①根據題意可知，“基因“剪刀”能識別的序列是-GGATCC-，切點在GG之間”，因此質粒的切割點被切割后形成的黏性末端的過程圖為：．
②標記基因是卡那霉素抗性基因，因此培養基2中應加入卡那霉素．
③甲圖個體減數分裂產生的配子均含有Bt基因，因此甲個體自交，后代全部含有抗蟲基因，因此抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為1：0；
乙圖個體減數分裂產生的配子中有一半含有Bt基因，因此乙個體自交，后代不含抗蟲基因的植株所占的比例為$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$，則含有抗蟲基因的植株所占的比例為$\frac{3}{4}$，因此抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為3：1；
丙圖個體減數分裂產生的配子中有$\frac{3}{4}$含有Bt基因，因此丙個體自交，后代不含抗蟲基因的植株所占的比例為$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$，則含有抗蟲基因的植株所占的比例為$\frac{15}{16}$，因此抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例為15：1．
故答案為：
（1）生物進化   基因
（2）自然選擇    隔離
（3）①②卡那霉素   ③1：0   3：1   15：1

點評 本題結合題圖，綜合考查了生物進化、基因工程以及遺傳定律的實質及應用等方面知識，要求考生掌握基因分離定律及自由組合定律的實質，能分析題圖，從甲、乙和丙個體產生的配子種類及比例入手，進而判斷出各植株自交后代中抗蟲植株和非抗蟲植株之間的比例．