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一、嫦娥五号“太空稻种”等
嫦娥五号探月的首要任务是要把约2000克的月壤样品“打包”带回地球。除此之外,它还承担了不少科学实验任务,比如在深空开展空间诱变实验和航天育种研究。太空育种是将航天技术与生物育种技术结合起来。利用宇宙空间的诱变因子,如强辐射、微重力、高真空、弱磁场等,可以诱导生物基因发生变异,而这些特殊的环境条件都是地面无法完全模拟的。其变异率较普通诱变育种高3-4倍,育种周期较杂交育种缩短约1倍,由8年左右缩短至4年左右。太空育种不但能出现蔬菜大果型变异、花卉花形变异、花色变异等,更重要的是还会出现如产量、株高、生育期、品质、抗病性等的变异,以及一些特殊变异类型,如水稻早熟突变、大穗型变异、大粒变异等。
考点:种子的结构和发育、太空育种、基因突变、遗传和变异、生物分类、生物多样性
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例题1:科普阅读:由重庆大学牵头的科普载荷“月面微型生态圈”作为嫦娥四号的乘客之一,于2018年底顺利登陆月球背面,进行人类首次月面生物实验。“月面微型生态圈”是一个铝合金材料制成的圆柱形“罐子”,高18厘米,直径16厘米,净容积约0.8升,总重量3千克。“罐子”内放置有马铃薯、拟南芥种子、棉花种子、油菜种子、酵母菌、果蝇卵共六种生物样本,以及土壤、水、空气等物质。科学家通过一定的技术使“罐子”内温度保持在1℃﹣30℃,控制好里面的湿度、养分。“罐子”的顶部安装有光导管,它能让“罐子”里的植物享受到月球表面的自然光,为“月面微型生态圈”提供光能。
(1)“月面微型生态圈”相当于一个微型生态系统,其能量来源是 。从生态系统的组成上看,在“月面微型生态圈”中充当分解者角色的是 。
(2)“月面微型生态圈”中能保证棉花种子萌发的条件是 、 和一定的水分等。
(3)2019年1月嫦娥四号上搭载的生物科普试验载荷发布了最新试验照片,照片显示试验搭载的棉花种子已经长出了嫩芽,这也标志着嫦娥四号完成了人类在月面进行的首次生物实验。这株棉花嫩芽还将继续生长,有望成为月球上的第一片绿叶。这片绿叶是由棉花种子的 发育来的,而土壤为嫩芽的生长提供了 。
(4)“月面微型生态圈”中马铃薯和拟南芥等植物通过光合作用,产生碳水化合物和氧气供果蝇卵“消费”; 果蝇卵的生长过程则产生出植物所需的二氧化碳和粪便等养料,这将实现微型生态循环。地球上最大的生态系统是 ,与之相比月面微型生态圈还很脆弱,稳定性更差,原因是 ,所以我们要爱护我们的家园。
例题2:结合材料回答问题:
材料1 2018年12月,搭载了棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母菌和果蝇六种生物的嫦娥四号顺利奔赴“月宫”。不久棉花种子就在月球萌发,虽然存活的时间不长,但是验证了人类能够在荒芜的月球表面培养植物并生长。
材料2 2020年,中国成功发射嫦娥五号探测器,历经23天,闯过地月转移、环月飞行、月面着陆、自动采样、起飞返回等多个难关,成功携带月壤和水稻、苜蓿、燕麦、拟南芥种子等三十余种试验材料返回地球。现在,有一些种子已经开始发芽,科学家期待着从中选育出“中国原创”新品种。
(1)嫦娥四号搭载的6种生物经过了精心挑选,设计目的是为了构成一个微型生态系统:其中,棉花、油菜等植物通过 作用生产氧气和有机物,供所有生物“消费”;作为 消费 者的果蝇,通过消耗氧气产生二氧化碳,供植物利用;而 则通过分解植物和果蝇的遗体或废弃物,参与微生态系统的物质循环。
(2)棉花种子在月球萌发不需要提供的条件是 。
A.适宜的土壤 B.适宜的温度 C.一定的水分 D.充足的空气
(3)月球返回的种子,经过太空诱变获得新性状,这属于 (可遗传/不可遗传)的变异。
(4)从月球带回的种子一定具有人们需要的优良性状吗?为什么? .
例题3:2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球,成为近期热门的话题。但是同学们,你们知道吗?2019年登上月球的嫦娥四号曾进行了一系列生物实验。实验用的载荷罐是一个高度密封的容器,内部搭载棉花、油菜、土豆、拟南芥、酵母和果蝇六种生物,它们形成了一个简单的微型生态系统。其中,果蝇是经典遗传学研究的实验材料,图一为果蝇体色的遗传图解(甲)和子代的数量关系(乙);图二为雄果蝇体细胞的染色体组成图。请据图分析回答问题:
(1)果蝇属于节肢动物,体表有坚韧的外骨骼,其作用是