马先蒿属植物长花冠管的适应意义
马先蒿属植物花部形态具有极大的多样性,最明显的是花冠管的长度从不到1cm变化到超过了12cm,拥有长花冠管的品种同时也具有较长的花柱。一直以来,长花冠管的进化被认为是由与之匹配的长吻传粉者驱动选择进化的结果,出现这种协同进化关系的前提是这些花要在花冠管底部有花蜜提供给传粉者,而马先蒿的长花冠管中虽然有退化的蜜腺,却没有花蜜,且无论是长管还是短管的马先蒿都由熊蜂(短吻)传粉。
有亲缘关系的亲本进行交配,增加了有害等位基因纯合几率,导致个体适应能力下降,这被称为近交衰退现象。在动物传粉的植物中还存在生殖干扰现象:通常会有远多于胚珠数目的花粉落到柱头上,其中包括同种的花粉和其他物种的花粉,当柱头上花粉量达到一定值时,花粉萌发出花粉管,花粉管穿过花柱进入胚珠,其中的精子与胚珠中的卵细胞结合完成受精作用,来自异种的花粉可通过堵塞柱头阻止同种花粉的受精成功。马先蒿属的很多物种同域分布且共享熊蜂这一传粉者,因此生殖干扰现象普遍存在。有人推测,马先蒿的长花柱可为竞争的花粉提供更长的跑道,有利于筛选到高质量的花粉。研究者移栽马先蒿长管品种A,通过改变生长条件,培育出短管的植株,进行人工授粉实验,结果如下表。
人工授粉类型 | 结籽率 | |
短管组 | 野生型 | |
自交授粉 (花粉来自同株异花) | 0.29 | 0.25 |
异交授粉 (花粉来自距离受体植株至少100米远的同种异株异花) | 0.32 | 0.32 |
混合干扰授粉 (花粉来自距离受体植株至少100米远的同种异株异花和长管品种B的花粉的混合) | 0.06 | 0.16 |
与短管类型相比,马先蒿长管品种的花结构、柱头表面积及花粉体积均增大,但胚珠数减少。植物的花部形态及内在的性配置是紧密联系在一起的,对花冠管特征的研究,应将其与花部其他特征结合起来进行考虑,从生殖策略的角度来讲,如果长管马先蒿对雌雄功能的配置可以加强后代的质量,那么这样的性特征就会被选择。
(1)马先蒿的原始花冠类型为短管型,由于有性生殖过程中
(2)依据“近交衰退”理论,马先蒿增长花冠管、减少胚珠数量的意义是
(3)异种花粉落到马先蒿的柱头上,或不能萌发,或花粉管生长缓慢,或花粉管不能到达胚珠,从而不能发生受精作用,这说明马先蒿属不同种之间存在
(4)表中数据表明,长花冠管有利于马先蒿属植物应对生殖干扰,依据是
(5)为了解释马先蒿长花冠管的进化,有人提出“吸引传粉者”假说:长花冠管可通过提升花的高度来增加对传粉者的视觉吸引。为检验这一假说,请提供实验思路
(1)为Ⅱ-2和Ⅱ-3夫妇进行遗传咨询,正确的流程是
①系谱分析确定遗传方式②了解家族成员患病史③提出预防措施④估计二胎患病风险率
(2)据图分析,先天性乳糖酶缺乏症的遗传方式是
(3)若Ⅱ-2和Ⅱ-3再生育一胎,这个孩子患先天性乳糖酶缺乏症的概率为
(4)Ⅱ-3怀二胎后经胎儿细胞检测确认胎儿的LCT基因型与Ⅲ-1相同。下列观点和建议合理的是__________。(多选)
A、该胎儿出生后进食母乳易出现呕吐腹泻等不良反应
B、患病儿肠道缺乏乳糖酶是基因选择性表达的结果
C、建议产妇立即终止妊娠,避免患病儿出生
D、建议产妇继续妊娠,提前准备乳糖水解配方奶粉
大多数人和哺乳动物出生时LCT基因的表达量最大,断奶后表达量逐渐降低,至成年期时表现成年型乳糖不耐受。据调查,全球多数成年人口为乳糖不耐受,只有约25%因LCT基因中的碱基序列发生改变而在成年后表现为乳糖耐受。
(5)哺乳动物幼年期能耐受乳糖,至成年期时不食乳汁并表现对乳糖不耐受。下列相关分析错误的是__________。(单选)
A、机体或细胞可以根据环境变化作出响应,关闭一些基因的表达
B、成年个体乳糖酶的表达量降低可能有利于减少氨基酸的不必要消耗
C、乳糖不耐受的成年个体更容易在自然选择过程中被淘汰
D、比较不同哺乳动物的LCT基因碱基序列可以作为生物进化的微观证据
(6)中欧地区鲜奶在食物中的比例高于东亚地区。调查显示,现今中欧人群乳糖不耐受的发生率约为5%-40%,而东亚人群乳糖不耐受的发生率为75%-100%。请根据现代进化理论解释中欧和东亚人群乳糖不耐受的发生率产生差异的过程:
年份 | 1943 | 1953 | 1963 | 1973 | 1983 | 1993 | 2003 | 2013 |
基因B的频率 | 0.99 | 0.81 | 0.64 | 0.49 | 0.36 | 0.25 | 0.16 | 0.10 |
基因b的频率 | 0.01 | 0.19 | 0.36 | 0.51 | 0.64 | 0.75 | 0.84 | 0.90 |
(1)等位基因是指位于
(2)杂合子Bb的基因型频率在1943年和2013年时分别是
(3)请说明1943—2013年的70年中显性基因B的频率逐渐下降的原因:
(4)从表中数据的变化还可以看出,生物进化的过程中,由于自然选择,导致物种基因库中
(1)研究生物最直接、最重要的证据是
(2)细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质,约有104个氨基酸。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
生物名称 | 黑猩猩 | 猕猴 | 狗 | 鸡 | 响尾蛇 | 金枪鱼 | 果蝇 | 天蚕蛾 | 链孢霉 | 酵母菌 |
氨基酸差异/个 | 0 | 1 | 11 | 13 | 14 | 21 | 27 | 31 | 43 | 44 |
(3)生物发生的变异一般是不定向的,在自然选择的作用下,种群的
(4)不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是
材料1:某种蛾易被蝙蝠捕食,千百万年之后,此种蛾中的一部分当感受到蝙蝠的超声波时,便会运用复杂的飞行模式,逃脱危险,其身体也发生了一些其他改变。当人工使变化后的蛾与祖先蛾交配后,产出的受精卵不具有生命力。
材料2:蛙是幼体生活在水中,成体可生活在水中或陆地的动物。由于剧烈的地质变化,使某种蛙生活的水体分开,蛙被隔离为两个种群。千百万年之后,这两个种群不能自然交配。
根据以上材料,请回答下列问题。
(1)材料1中,蛾复杂飞行模式的形成是
(2)材料2中的这两个种群是否已经进化为两个不同的物种?
(3)在材料2中,若发生剧烈地质变化后,其中一个蛙种群生活的水体逐渐干涸,种群中个体数减少,导致该种群的
(4)下表为某基因在种群A和B中的基因型及其个体数。
基因型 | A种群(个) | B种群(个) |
XDXD | 2000 | 0 |
XDXd | 50 | 160 |
XdXd | 100 | 200 |
XDY | 180 | 0 |
XdY | 170 | 270 |
②就D基因而言,A种群的遗传多样性
(1)假设:
(2)实验步骤:
①选择工业污染区A和非工业污染区B;
②收集桦尺蠖,并在翅下用有色颜料分别标记黑色桦尺蠖与浅色桦尺蠖若干;
③
④一段时间后诱捕桦尺蠖,记录、统计结果。
(3)实验结果如下表所示。请根据表内数据绘制A、B两地区不同体色的桦尺蠖回收率的柱形图
桦尺蠖释放数和回收数表
地区 | 项目 | 浅色桦尺蠖 | 黑色桦尺蠖 |
工业污染区A | 释放数 | 400 | 500 |
回收数 | 52 | 150 | |
非工业污染区B | 释放数 | 500 | 600 |
回收数 | 60 | 30 |
(5)分析与讨论:人们观察到工业污染导致树皮变黑,从这个角度解释上述实验结果:
(1)RDV与水稻种间关系是
(2)利用携带RDV的叶蝉(带毒叶蝉)取食水稻后移除叶蝉,获得带毒水稻作为实验组;用
(3)研究发现,RDV感染使水稻释放两种挥发性物质E和H。将叶蝉置于图3a所示的四臂嗅觉仪的中心,其中一臂连接气味源,统计一段时间内叶蝉在四个区域停留的时间,如图3b、c。①据图3b、c分析E、H对叶蝉的作用
②现有无法合成E的突变体甲,无法合成H的突变体乙。利用图1装置设计实验验证“RDV通过诱导水稻产生挥发性物质影响叶蝉的取食偏好”。
组别 | 左侧水稻 | 右侧水稻 | 不带毒叶蝉的实验结果 | 带毒叶蝉的实验结果 |
1 | 野生型 | 突变体甲 | a | a |
2 | 带毒野生型 | 带毒突变体甲 | ||
3 | 野生型 | 突变体乙 | a | a |
4 | 带毒野生型 | 带毒突变体乙 |
a.左侧水稻上的叶蝉数量与右侧水稻的基本相同
b.左侧水稻上的叶蝉数量多于右侧水稻
c.左侧水稻上的叶蝉数量少于右侧水稻
(4)进一步研究发现,病毒会影响叶蝉嗅觉相关基因的表达。RDV对水稻和叶蝉的影响有利于RDV在水稻间
(1)该地所有的某种植物群体属于一个
(2)洪水冲来了许多AA和Aa种子后,该种群的基因频率改变了,这
(3)若这种植物靠当地的一种昆虫传粉,且色彩鲜艳的红花更能吸引昆虫,这三种基因型的个体在该环境中的繁殖能力强弱表现为:
A. B. C. D.
(4)若没发洪水前的群体,和洪水冲来的群体的个体之间由于花期不同,已不能正常授粉,说明这两个群体属于不同的
(5)现代生物进化论认为:
净光合速率 (μmol·m-2·s-1) | 光补偿点 (μmol·m-2·s-1) | 光饱和点 (μmol·m-2·s-1) | 呼吸作用 (μmol·m-2·s-1) | 光呼吸 (μmol·m-2·s-1) | 叶绿素 a/b | |
卵形叶 | 17.47 | 1881 | 2891 | 2.31 | 8.90 | 4.337 |
锯齿叶 | 16.54 | 2066 | 4260 | 3.08 | 9.12 | 4.397 |
条形叶 | 12.56 | 1428 | 2542 | 1.38 | 6.65 | 3.996 |
(1)胡杨林具有抵御风沙、遏制沙化、维护区域生态平衡、保护生物多样性等作用,体现了生物多样性具有
(2)据表可知,当光照为1881μmol·m-2·s-1时,锯齿叶的光合作用主要受
(3)同一棵植株出现三种叶型的根本原因是:
(4)据表中的数据回答:卵形叶利于加快树体生长的机理是
不同盐胁迫处理下的单株面积、净光合速率和丙二醛含量
盐度/‰ | 单株叶面积/cm2 | 净光合速率/(µmol•m-2•s-1) | 丙二醛(MDA)/(µmol•g-1) |
0 | 205 | 7.1 | 10.2 |
5 | 287 | 9.1 | 9.3 |
10 | 232 | 7.5 | 11.5 |
15 | 193 | 7.1 | 18.2 |
29 | 155 | 6.9 | 26.2 |
25 | 95 | 5.3 | 31.9 |
30 | 48 | 3.1 | 36.6 |
(1)据表分析,本研究中通过测定
(2)丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的产物,其含量可以反映细胞的损伤程度。分析实验结果,盐度和细胞损伤情况的关系是
(3)本实验中,最适合尖瓣海莲幼苗生长的盐度是
(4)根据实验结果画出净光合速率与盐度关系的坐标曲线图