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(jīng)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(jié)構(gòu)、分子組成、物質(zhì)運輸及能量供應(yīng)和利用

例1（2015·高考山東卷）油菜果實發(fā)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(nèi)通過光合作用固定CO2的細胞器是__________。光合作用產(chǎn)生的有機物主要以蔗糖的形式運輸至種子。種子細胞內(nèi)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(yīng)變慢，導(dǎo)致光反應(yīng)供給暗反應(yīng)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(nèi)含量最高的有機物可用_________染液檢測；據(jù)圖分析，在種子發(fā)育過程中該有機物由__________轉(zhuǎn)化而來。

【解析】（1）光合作用進行的場所是葉綠體。種子細胞內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)致光反應(yīng)減慢，導(dǎo)致供給暗反應(yīng)的ATP和[H]減少，進而導(dǎo)致光合速率降低。（3）據(jù)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(zhuǎn)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(guī)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。花色表現(xiàn)型與基因型之間的對應(yīng)關(guān)系如下表。

_表現(xiàn)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），F(xiàn)1基因型是_______，F(xiàn)1測交后代的花色表現(xiàn)型及其比例是_______。（2）黃花（aaBBDD）×金黃花，F(xiàn)1自交，F(xiàn)2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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)型及比例為乳白花∶黃花＝1∶1。（2）黃花（aaBBDD）×金黃花（aabbdd），F(xiàn)1基因型為aaBbDd，其自交后代基因型有9種，表現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(guī)律應(yīng)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(chǎn)生的幼苗經(jīng)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(shù)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(dǎo)致染色體加倍，獲得的植株進行自交，子代________（會/不會）出現(xiàn)性狀分離。

（2）觀察油菜新品系根尖細胞有絲分裂，應(yīng)觀察________區(qū)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(jīng)過多代種植后出現(xiàn)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(chǎn)黑色種子植株（甲）、產(chǎn)黃色種子植株（乙和丙）進行以下實驗：

組別 親代 F1表現(xiàn)型 F1自交所得F2的表現(xiàn)型及_____________比例___________________實驗一 甲×乙 全為產(chǎn)黑色種__________________子植株______產(chǎn)黑色種子植株∶產(chǎn)黃色種子植株=3∶1_________實驗二 乙×丙 全為產(chǎn)黃色種___________________子植株產(chǎn)黑色種子植株∶產(chǎn)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_______，F(xiàn)2代產(chǎn)黃色種子植株中雜合子的比例為________。

③有人重復(fù)實驗二，發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生的原因____：_____。讓該植株自交，理論上后代中產(chǎn)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(dǎo)致染色體數(shù)目加倍。獲得的植株可能是雜合子，自交后代會出現(xiàn)性狀分離。（2）根尖分生區(qū)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(shù)目加倍，油菜物種Ⅰ（2n=20）與Ⅱ（2n=18）雜交產(chǎn)生的幼苗染色體數(shù)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)黃色種子植株（AaRr），則丙黃色種子植株基因型為AARR，F(xiàn)2中產(chǎn)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，F(xiàn)1體細胞基因型應(yīng)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(shù)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(chǎn)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(shù)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(shù)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(chuàng)新演練

1. 下列關(guān)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(nèi)自由水與結(jié)合水比值降低

C. 油菜缺B會“華而不實”

D. 油菜開花季節(jié)如果陰雨連綿影響傳粉，可噴灑生長素類似物以防減產(chǎn)

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(jié)果如下表所示。相關(guān)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(xiàn)為凸耳

D. 乙和丙雜交得到的F2表現(xiàn)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(chǎn)，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(chǎn)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(shù)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(shù)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(wěn)定轉(zhuǎn)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?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)進行研究。請結(jié)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(huán)境，體現(xiàn)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(chǎn)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(guān)系是_________。調(diào)查菜粉蝶幼蟲的密度應(yīng)采用_________法。如果調(diào)查油菜地土壤中小動物類群豐富度，用_________取樣調(diào)查法。

（3）由于水淹而導(dǎo)致農(nóng)田棄耕，之后將發(fā)生________演替，在演替過程中，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，從而使群落有機物的總量將__________，生態(tài)系統(tǒng)的__________功能提高。

參考答案

1. D 2. D 3. （1）生殖隔離 （2）①聯(lián)會 （數(shù)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(zhì)循環(huán)和能量流動

（作者單位：山東省曹縣第三中學）