Question

19．我们种植的水稻，它们并非天然而成，而是野生稻种经过人类上万年的栽培、驯化而成的物种．科学家们针对水稻及其亲缘关系较近野生种的遗传多样性以及物种之间的进化关系和现代育种开展了长期的研究．
（1）现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位．如果一个水稻种群仍然保持较多的遗传多样性，实际上反映了种群基因多样性．
（2）物种形成和生物进化的机制是突变、自然选择和隔离
（3）研究人员将抗虫基因（SCK基因）导入水稻培育抗虫转基因水稻，在该工程中所用的基因“剪刀”能识别的序列是-GGATCC-，切点在GG之间．同时卡那霉素抗性基因（kan）常作为标记基因，只有含卡那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长．下面为培育转基因水稻过程示意图，请回答：

①请画出质粒的切割点被切割后形成的黏性末端的过程图
②培养基2除含有必要营养物质、激素外，还必须加入卡那霉素．
③某些抗虫植株体细胞含两个SCK基因，假设这两个基因在染色体上随机整合，出现如图所示三种情况．

甲图个体自交，F₁中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1：0，乙图个体自交，子代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为3：1，丙图个体自交，F₁中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为15：1．

Answer 1

分析 现代生物进化理论的内容：种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组产生进化的原材料；自然选择决定生物进化的方向；隔离导致物种形成．
分析题图：甲图植株相当于是SCK基因纯合子，其产生的配子均含有SCK基因；乙图植株相当于是SCK基因杂合子，其产生的配子中有$\frac{1}{2}$含有SCK基因；丙图植株相当于是SCK基因杂合子，其产生的配子中有$\frac{3}{4}$含有SCK基因．

解答 解：（1）现代生物进化理论认为，种群是生物进化的基本单位，遗传的多样性实质就是基因的多样性．
（2）物种形成和生物进化的机制是突变和重组产生新的性状，然后经过自然选择，不同种群之间出现生殖隔离，从而出现新物种．
（3）①根据题意可知，“基因“剪刀”能识别的序列是-GGATCC-，切点在GG之间”，因此质粒的切割点被切割后形成的黏性末端的过程图为：．
②标记基因是卡那霉素抗性基因，因此培养基2中应加入卡那霉素．
③甲图个体减数分裂产生的配子均含有Bt基因，因此甲个体自交，后代全部含有抗虫基因，因此抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为1：0；
乙图个体减数分裂产生的配子中有一半含有Bt基因，因此乙个体自交，后代不含抗虫基因的植株所占的比例为$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$，则含有抗虫基因的植株所占的比例为$\frac{3}{4}$，因此抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为3：1；
丙图个体减数分裂产生的配子中有$\frac{3}{4}$含有Bt基因，因此丙个体自交，后代不含抗虫基因的植株所占的比例为$\frac{1}{4}$×$\frac{1}{4}$，则含有抗虫基因的植株所占的比例为$\frac{15}{16}$，因此抗虫植株和非抗虫植株之间的比例为15：1．
故答案为：
（1）生物进化   基因
（2）自然选择    隔离
（3）①②卡那霉素   ③1：0   3：1   15：1

点评 本题结合题图，综合考查了生物进化、基因工程以及遗传定律的实质及应用等方面知识，要求考生掌握基因分离定律及自由组合定律的实质，能分析题图，从甲、乙和丙个体产生的配子种类及比例入手，进而判断出各植株自交后代中抗虫植株和非抗虫植株之间的比例．