盤點以油菜為背景的生物學試題

山東 孫智敏

盤點以油菜為背景的生物學試題

山東 孫智敏

油菜不僅是我國廣泛種植的油料經濟作物，而且近年來又成為各地旅游觀賞作物，并常常成為命題背景的材料。

一、近年高考涉及的試題舉例

1.考查細胞的結構、分子組成、物質運輸及能量供應和利用

例1（2015·高考山東卷）油菜果實發育所需的有機物主要來源于果皮的光合作用。

（1）油菜果皮細胞內通過光合作用固定CO2的細胞器是__________。光合作用產生的有機物主要以蔗糖的形式運輸至種子。種子細胞內的蔗糖濃度比細胞外高，說明種子細胞吸收蔗糖的跨（穿）膜運輸方式是_________。

（2）圖甲表示在適宜條件下油菜果實凈光合速率與呼吸速率的變化。分析可知，第24天的果實總光合速率______________（填“大于”或“小于”）第12天的果實總光合速率。第36天后果皮逐漸變黃，原因是葉綠素含量減少而____________（填色素名稱）的含量基本不變。葉綠素含量減少使光反應變慢，導致光反應供給暗反應的________和_________減少，光合速率降低。

（3）圖乙表示油菜種子中儲存有機物含量的變化。第36天，種子內含量最高的有機物可用_________染液檢測；據圖分析，在種子發育過程中該有機物由__________轉化而來。

【解析】（1）光合作用進行的場所是葉綠體。種子細胞內的蔗糖濃度高于細胞外，說明蔗糖的跨膜運輸方向為由低濃度到高濃度（逆濃度梯度運輸），由此可知蔗糖的跨膜方式為主動運輸。（2）圖甲中給出的是果實呼吸速率和凈光合速率的柱形圖，總光合速率為凈光合速率＋呼吸速率，故第24天的果實總光合速率（6.5＋2＝8.5 μmol CO2·m－2·s－1）小于第12天的果實總光合速率（3.5＋6＝9.5 μmol CO2·m－2·s－1）。果皮變黃，是因為葉綠素被分解，導致葉綠素含量減少，而類胡蘿卜素含量基本不變。葉綠素含量減少導致光反應減慢，導致供給暗反應的ATP和[H]減少，進而導致光合速率降低。（3）據圖乙可知，第36天含量最高的有機物為脂肪，脂肪可以用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液進行檢測；可溶性糖和淀粉減少的同時脂肪在增加，可推知脂肪是由可溶性糖和淀粉轉化而來的。

答案：（1）葉綠體 主動運輸 （2）小于 類胡蘿卜素（或葉黃素和胡蘿卜素） [H]（或NADPH） ATP（注：兩空可顛倒） （3）蘇丹Ⅲ（或：蘇丹Ⅳ） 可溶性糖和淀粉

2.考查遺傳的基本規律

例2（2013·高考福建卷）甘藍型油菜花色性狀由三對等位基因控制，三對等位基因分別位于三對同源染色體上?；ㄉ憩F型與基因型之間的對應關系如下表。

_表現型 白花 __乳白花 _______黃花 _金黃花_基因型 AA____ Aa____ aaB___、aa__D__aabbdd

請回答：

（1）白花（AABBDD）×黃花（aaBBDD），F1基因型是_______，F1測交后代的花色表現型及其比例是_______。（2）黃花（aaBBDD）×金黃花，F1自交，F2中黃花基因型有________種，其中純合個體占黃花的比例是________。

（3）甘藍型油菜花色有觀賞價值，欲同時獲得四種花色表現型的子一代，可選擇基因型為_______的個體自交，理論上子一代比例最高的花色表現型是_______。

【解析】（1）AABBDD×aaBBDD的后代基因型為AaBBDD，其測交后代的基因型為1AaBbDd 和1aaBbDd，對照表格可知其表現型及比例為乳白花∶黃花＝1∶1。（2）黃花（aaBBDD）×金黃花（aabbdd），F1基因型為aaBbDd，其自交后代基因型有9種，表現型是黃花（9aaB_D_、3aaB_dd、3aabbD_）和金黃花（1aabbdd），故F2中黃花基因型有8種，其中純合個體占黃花的比例是3/15＝1/5。（3）欲同時獲得四種花色表現型的子一代，則親代需同時含A和a、B和b、D和d，故可選擇基因型為AaBbDd的個體自交，子代白花的比例是1/4、乳白花的比例是1/2、黃花的比例是1/4×3/4×3/4＋1/4×3/4×1/4＋1/4×1/4×3/4＝15/64、金黃花的比例是1/4×1/4×1/4＝1/64，故理論上子一代比例最高的花色表現型是乳白花。

答案：（1）AaBBDD 乳白花∶黃花＝1∶1 （2）8 1/5（3）AaBbDd 乳白花

3.考查細胞分裂、遺傳規律應用和變異

例3（2016·高考四川卷）油菜物種Ⅰ（2n=20）與Ⅱ（2n=18）雜交產生的幼苗經秋水仙素處理后，得到一個油菜新品系（注：Ⅰ的染色體和Ⅱ的染色體在減數分裂中不會相互配對）。

（1）秋水仙素通過抑制分裂細胞中_______的形成，導致染色體加倍，獲得的植株進行自交，子代________（會/不會）出現性狀分離。

（2）觀察油菜新品系根尖細胞有絲分裂，應觀察________區的細胞，處于分裂后期的細胞中含有_______條染色體。

（3）該油菜新品系經過多代種植后出現不同顏色的種子，已知種子顏色由一對基因A/a控制，并受另一對基因R/r影響。用產黑色種子植株（甲）、產黃色種子植株（乙和丙）進行以下實驗：

組別 親代 F1表現型 F1自交所得F2的表現型及_____________比例___________________實驗一 甲×乙 全為產黑色種__________________子植株______產黑色種子植株∶產黃色種子植株=3∶1_________實驗二 乙×丙 全為產黃色種___________________子植株產黑色種子植株∶產黃色種子植株=3∶13________

①由實驗一得出，種子顏色性狀中黃色對黑色為_______性。

②分析以上實驗可知，當________基因存在時會抑制A基因的表達。實驗二中丙的基因型為_______，F2代產黃色種子植株中雜合子的比例為________。

③有人重復實驗二，發現某一F1植株，其體細胞中含R/r基因的同源染色體有三條（其中兩條含R基因），請解釋該變異產生的原因____：_____。讓該植株自交，理論上后代中產黑色種子的植株所占比例為__________。

【解析】（1）秋水仙素抑制紡錘體的形成，導致染色體數目加倍。獲得的植株可能是雜合子，自交后代會出現性狀分離。（2）根尖分生區細胞分裂旺盛，是觀察有絲分裂的部位。處于分裂后期，細胞中染色體數目加倍，油菜物種Ⅰ（2n=20）與Ⅱ（2n=18）雜交產生的幼苗染色體數目是19，秋水仙素作用后是38，有絲分裂后期加倍后是76條染色體。（3）由實驗一可判斷種子顏色性狀黃色對黑色為隱性。由實驗二F1自交后代表現型比例可判斷F1黃色種子植株基因型為AaRr，子代黑色種子植株基因型為A_rr，黃色種子植株基因型為A_R_、aaR_、aarr，可判斷當R存在時，抑制A基因的表達。由于F1全為產黑色種子植株，則乙黃色種子植株基因型為aarr。由于實驗二中F1全為產黃色種子植株（AaRr），則丙黃色種子植株基因型為AARR，F2中產黃色種子植株中純合子的基因型為AARR、aaRR、aarr，占3/13，則雜合子占10/13。就R（r）而言，實驗二親本基因型為RR和rr，F1體細胞基因型應為Rr，而該植株體細胞中含R基因的染色體多了一條，可能是丙植株減數分裂過程中，含R基因的同源染色體未分離或含R基因的姐妹染色單體分開后沒有分離，形成含R基因的兩條染色體的配子。該植株產生的配子有（1/2A、1/2a）（1/6RR、1/3Rr、1/3R、1/6r），自交后代黑色種子植株（A_rr）比例為3/4×1/36=1/48。

答案：（1）紡錘體 不會 （2）分生 76 （3）①隱②R AARR 10/13 ③植株丙減數第一次分裂后期含R基因的同源染色體未分離（或植株丙在減數第二次分裂后期含R基因的姐妹染色單體未分開） 1/48

二、創新演練

1. 下列關于油菜敘述錯誤的是 （ ）

A. 細胞中含量最多的四種元素是C、O、H和N

B. 越冬的油菜細胞內自由水與結合水比值降低

C. 油菜缺B會“華而不實”

D. 油菜開花季節如果陰雨連綿影響傳粉，可噴灑生長素類似物以防減產

2. 油菜的凸耳和非凸耳是一對相對性狀，用甲、乙、丙三株凸耳油菜分別與非凸耳油菜進行雜交實驗，結果如下表所示。相關說法錯誤的是 （ ）

F1 ____________F2__甲×非凸耳 凸耳 ___凸耳∶非凸耳＝15∶1__乙×非凸耳 凸耳 ____凸耳∶非凸耳＝3∶1__丙×非凸耳 凸耳 凸耳∶非凸耳＝3∶1 P

A. 凸耳性狀是由兩對等位基因控制

B. 甲、乙、丙均為純合子

C. 甲和乙雜交得到的F2均表現為凸耳

D. 乙和丙雜交得到的F2表現型及比例為凸耳∶非凸耳＝3∶1

3. 油菜容易被胞囊線蟲侵染造成減產，蘿卜具有抗線蟲病基因?；卮穑?/p>

（1）自然界中，油菜與蘿卜存在__________，無法通過雜交產生可育后代。

（2）科研人員以蘿卜和油菜為親本雜交，通過如圖所示途徑獲得抗線蟲病油菜。

①F1植株由于減數第一次分裂時染色體不能_______，因而高度不育。用秋水仙素處理使染色體________，形成異源多倍體。

②將異源多倍體與親本油菜雜交（回交），獲得BC1。BC1細胞中的染色體組成為_______（用字母表示）。用BC1與油菜再一次雜交，得到的BC2植株群體的染色體數目為________。

③獲得的BC2植株個體間存在胞囊線蟲抗性的個體差異，其原因是不同植株獲得的__________不同。

（3）從BC2植株中篩選到胞囊線蟲抗性強的個體后，使其抗性基因穩定轉移到油菜染色體中并盡快排除蘿卜染色體的方法是_____________________________________。

4. 某研究性小組對當地農田生態系統進行研究。請結合所學知識，回答下列問題：

（1）與種植單一品種相比，在不同地塊種植不同品種油菜，可增加__________的多樣性。美麗的油菜花海給人們提供了休閑放松的環境，體現了生物多樣性__________價值。

（2）菜粉蝶依靠油菜釋放的芥子油氣味而在油菜上產卵，幼蟲取食葉片，成蟲可為油菜花傳粉。菜粉蝶幼蟲與油菜的種間關系是_________。調查菜粉蝶幼蟲的密度應采用_________法。如果調查油菜地土壤中小動物類群豐富度，用_________取樣調查法。

（3）由于水淹而導致農田棄耕，之后將發生________演替，在演替過程中，營養結構越來越復雜，從而使群落有機物的總量將__________，生態系統的__________功能提高。

參考答案

1. D 2. D 3. （1）生殖隔離 （2）①聯會 （數目）加倍 ②AACCR 38～47 ③R（基因組）的染色體 （3）與油菜多代雜交（回交） 4. （1）遺傳（基因） 直接 （2）捕食樣方 取樣器 （3）次生 增加 物質循環和能量流動

（作者單位：山東省曹縣第三中學）