Question

【題目】變異鏈球菌在牙面的粘附、集聚是齲齒發(fā)生的先決條件，轉基因可食防齲疫苗是通過基因工程技術，將變異鏈球菌中與齲齒發(fā)生密切相關的抗原基因（PAcA基因）轉入植物的表達載體中，利用植物生物反應器生產的可食用基因工程疫苗。

（1）轉基因植物的制備：

單一使用PAcA基因，機體免疫應答不理想，霍亂毒素中有增強機體免疫應答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PAcA基因連接成嵌合（PAcA-CTB）基因，作為___________與Ti質粒的T-DNA拼接，并用___________法導入離體的黃瓜葉肉細胞中，經植物組織培養(yǎng)獲得轉基因植株。

（2）轉基因植株目的基因的PCR鑒定：已知PAcA-CTB基因部分序列如下

5’---CCGTGT…………ATGCCT---3’

3’---GGCACA…………TACGGA---5’

根據(jù)上述序列選擇引物___________（填字母）進行PCR。

A．引物：5′-GGCACA-3′

B．引物：5′-AGGCAT-3′

C．引物：5′-CCGUGU-3′

D．引物：5′-CCGTGT-3′

反應結束后，電泳檢測PCR產物，結果如圖（1來自未轉化植株，2是含PAcA-CTB基因的質粒，3-10來自轉基因植物），從結果可以看出，___________號植物含有PAcA-CTB基因。

（3）對上述含PAcA-CTB基因的植株進一步研究，發(fā)現(xiàn)其中一些植株體細胞中含兩個PAcA-CTB基因（用字母A表示，基因間無累加效應）。為了確定這兩個基因與染色體的位置關系，研究人員單獨種植每株黃瓜，將同一植株上雄花花粉授到雌花柱頭上，通過子一代表現(xiàn)型及其分離比進行

①若F1中疫苗植株∶非疫苗植株=___________，則PAcA-CTB基因位于非同源染色體上，基因與染色體的位置關系如圖甲所示。

②若F1中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，則兩個基因位于__________，請在圖乙中標出基因。____

③若F1全為疫苗植株，則兩個基因位于__________，請在圖丙中標出基因。_____

（4）上述三種基因與染色體的位置關系適于進行推廣種植的是兩個基因位于___________的植株。多年后，若出現(xiàn)了非疫苗植株，請寫出一種可能的變異類型及產生的原因__________。

Answer 1

【答案】抗原目的基因 農桿菌轉化 BD 3、5、8、9、10 15∶1 （同）一條染色體上，圖乙中（也可畫在另一對染色體上） （一對）同源染色體上，圖丙中（也可畫在另一對染色體上） （一對）同源染色體上 基因突變，A基因突變?yōu)?/span>a；基因重組，四分體時期姐妹染色單體交叉互換使兩個A基因位于同一條染色體上；染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位

【解析】

1、基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。

（3）將目的基因導入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：

分子水平上的檢測：

①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；

②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；

③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。

個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、基因自由組合定律的實質是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

（1）轉基因植物的制備：單一使用PACA基因，機體免疫應答不理想，霍亂毒素中有增強機體免疫應答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PACA基因連接成嵌合（PACA-CTB）基因，作為抗原目的基因與Ti質粒的T-DNA拼接，并用農桿菌轉化法導入離體的黃瓜葉肉細胞中，經植物組織培養(yǎng)獲得轉基因植株。

（2）已知PACA-CTB基因部分序列如下5'-—-CCGTGT…ATGCCT---3'

3’-—-GGCACA·…TACGGA-—-5'

由于PCR技術中，子鏈合成方向是從5’到3’，因此應該選擇引物BD進行PCR。反應結束后，電泳檢測PCR產物，結果如圖（1來自未轉化植株，2是含PACA-CTB基因的質粒，3-10來自轉基因植物），從結果可以看出3、5、8、9、10號植物含有PACA-CTB基因。

（3）①PACA-CTB基因位于非同源染色體上，且基因與染色體的位置關系如圖甲所示，則其產生aa配子的概率為1/4，因此F1中疫苗植株：非疫苗植株=（1-1/4×1/4）：（1/4×1/4）=15：1。

②若F1中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，相當于一對等位基因的遺傳結果，則兩個A基因位于（同）一條染色體上。

③若F1全為疫苗植株，則所有配子都含有A基因，因此兩個A基因位于（一對）同源染色體上。

（4）上述三種基因與染色體的位置關系適于進行推廣種植的是兩個基因位于（一對）同源染色體上的植株。多年后，出現(xiàn)了非疫苗植株，其可能的變異類型及產生的原因是基因突變，A基因突變?yōu)閍；基因重組，四分體時期姐妹染色單體交叉互換使兩個A基因位于同一條染色體上；染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位。