Question

【題目】“嫦娥四號”內的生物科普試驗載荷罐中的棉花種子長出嫩葉，這是人類在月球上種植出的第一株植物，實驗用的載荷罐是一個高度密封的容器，內部搭載6種生物（棉花等4種植物種子，果蠅，酵母菌），它們形成一個簡單的微型生態系統。載荷罐于1月3日加電開機，溫度達到31度，經過幾天，罐內的棉花種子都發芽了，此次實驗對人類今后建立月球基地提供了研究基礎和經驗，具有重大意義。請依據材料分析回答：

（1）載荷罐內的棉花種子能夠萌發，除了文中提到的條件外，你認為該載荷罐還攜帶了哪些物質登陸月球？_____。

（2）生態系統中不同種類的生物扮演著不同的角色，如圖圖甲、乙、丙代表罐中不同種類的生物，①②代表生理過程，A代表物質，請分析圖中的丙和物質A分別是_____、_____。

（3）果蠅是經典遺傳學的“主角”，被譽為“培養”諾貝爾獎得主的小昆蟲，又一次作為明星登上了月球。下圖為果蠅體細胞染色體和雜交實驗示意圖。

①果蠅體細胞中有4對染色體，其性別決定方式與人體相似，圖一中甲果蠅產生的生殖細胞的染色體組成是_____。

②果蠅的翅有長翅和殘翅兩種，長翅果蠅的幼蟲在35度溫度會發育成殘翅，這說明生物的性狀是_____共同作用的結果。

③果蠅的長翅和殘翅是一對相對性狀（顯性基因用A表示，隱性基因用a表示），請據圖二判斷，子代基因組成為Aa的比例是_____。現有子代中的一個長翅果蠅，請用遺傳學方法設計方案判斷這只的果蠅的基因組成。_____。

Answer 1

【答案】水、空氣 酵母菌（分解者） 無機鹽 3+X 基因和環境 1/2 將長翅果蠅與殘翅果蠅交配，若后代全部為長翅果蠅，則基因組成為AA；若后代長翅果蠅與殘翅果蠅各占一半，則基因組成為Aa

【解析】

（1）種子萌發的外界條件是：一定的水分、適宜的溫度和充足的空氣。

（2）一個完整的生態系統包括生物部分和非生物部分，非生物部分包括陽光、空氣、水、溫度等，生物部分由生產者（植物）、消費者（動物）和分解者（細菌、真菌）組成。生產者能夠進行光合作用制造有機物，為其他生物提供有機物和氧氣；消費者促進生物圈中的物質循環；生產者與消費者之間吃與被吃的關系形成了食物鏈；分解者能夠分解動植物的遺體，將有機物分解為無機物，維持生態系統的物質循環。

（3）果蠅的性別決定方式與人類一致，是由X、Y染色體決定，因此雄性果蠅的性染色體是XY，雌性果蠅的性染色體是XX。生物的性狀是由一對基因控制的，在一對相對性狀的遺傳過程中，子代個體中出現了親代沒有的性狀，新出現的性狀一定是隱性性狀，親的基因組成是雜合體。

（1）文中提到載荷罐內溫度達到31度，幾天后棉花種子萌發，根據種子萌發的外界條件，還需要一定的水分和充足的空氣，因此，該載荷罐還攜帶了水、空氣等物質登陸月球。

（2）生態系統中不同種類的生物扮演著不同的角色，分別是生產者、消費者和分解者，圖甲能夠吸收二氧化碳也能釋放二氧化碳，為綠色植物（生產者），乙是動物（消費者），丙可以將有機物分解為二氧化碳和水、無機鹽，因此丙是酵母菌（分解者）；①代表光合作用，②代表呼吸作用，A代表無機鹽。

（3）①果蠅體細胞中有4對染色體，其性別決定方式與人體相似，圖一中甲為雌性果蠅，體細胞染色體可表示為3對＋XX，乙為雄性果蠅，體細胞染色體可表示為3對＋XY，生殖細胞中的染色體數是體細胞的一半，因此甲果蠅產生的生殖細胞的染色體組成是3+X。

②基因控制生物的性狀，但性狀的表現也受環境的影響。果蠅的翅有長翅和殘翅兩種，長翅果蠅的幼蟲在35度溫度會發育成殘翅，這說明生物的性狀是基因和環境共同作用的結果。

③圖二中，親代都是長翅，子代出現了殘翅，表明殘翅是隱性性狀，長翅是顯性性狀，“顯性基因用A表示，隱性基因用a表示”，則長翅的基因組成是AA或Aa，殘翅的基因組成是aa。親代果蠅遺傳給子代殘翅（aa）果蠅的基因一定是a，因此親代長翅果蠅的基因組成分別是Aa、Aa，遺傳圖解如下：

從上圖可以看出，子代長翅果蠅中，基因組成是Aa的比例是1/2。

現有子代中的一個長翅果蠅，則基因型可能是AA或Aa，要判斷這只的果蠅的基因組成，可以將長翅果蠅與殘翅果蠅（基因型為aa）交配，若后代全部為長翅果蠅，則基因組成為AA；遺傳圖解如下圖所示：

若后代長翅果蠅與殘翅果蠅各占一半，則基因組成為Aa，遺傳圖解如下圖所示：