Question

【題目】DNA序列D能在基因A表達(dá)的轉(zhuǎn)移酶作用下，從序列D所在染色體的某個(gè)位置轉(zhuǎn)移到其他位置，或隨機(jī)轉(zhuǎn)移到其他染色體上。科研人員利用這一原理來(lái)構(gòu)建穩(wěn)定遺傳的大豆突變體庫(kù)。

（1）科研人員分別將序列D和基因A作為____________，插入含卡那霉素抗性基因的T-DNA上，利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化植物，篩選得到轉(zhuǎn)D植株和轉(zhuǎn)A植株。

（2）將得到的轉(zhuǎn)D植株或轉(zhuǎn)A植株自交，若某植株所結(jié)種子中具有卡那霉素抗性的占_________，則判斷該植株為T(mén)-DNA單拷貝插入。繼續(xù)種植具有卡那霉素抗性的種子，長(zhǎng)成植株后進(jìn)行自交，若某植株所結(jié)種子_____________________________，可獲得純合的轉(zhuǎn)D植株或轉(zhuǎn)A植株。

（3）科研人員將純合的轉(zhuǎn)D植株與轉(zhuǎn)A植株雜交，并根據(jù)轉(zhuǎn)入兩種植株中的DNA序列的差異，用PCR方法確定雜交是否成功，結(jié)果如下圖所示。

據(jù)圖可知，F(xiàn)1植株編號(hào)為________________________的雜交組是雜交成功的，分析其他雜交組雜交不成功的原因是______________________________________________________________________。

（4）對(duì)雜交成功的所有F1植株進(jìn)行序列D檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其位置均沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)移，推測(cè)序列D的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在

_________（填“體細(xì)胞”或“配子”）中，按照這種推測(cè)，如果讓雜交成功的F1植株自交，理論上F2植株中序列D發(fā)生了位置轉(zhuǎn)移的最多可占_________。

（5）序列D隨機(jī)轉(zhuǎn)移會(huì)導(dǎo)致被插入基因發(fā)生突變，從而可以在F2植株中篩選得到多種突變體。讓F2植株自交，應(yīng)在F3中篩選出序列D和基因A為_____________的植株用作構(gòu)建突變體庫(kù)，原因是這種植株_______________________。

Answer 1

【答案】 目的基因 3/4 全部具有卡那霉素抗性 3～5、7～9、11 作為母本的花在去雄前就已經(jīng)完成了自花受粉 配子 7/16 沒(méi)有基因A且序列D純合 沒(méi)有基因A不會(huì)發(fā)生新的序列D位置轉(zhuǎn)移，序列D純合使突變性狀能穩(wěn)定遺傳

【解析】試題分析：以題意“構(gòu)建穩(wěn)定遺傳的大豆突變體庫(kù)”的原理（DNA序列D能在基因A表達(dá)的轉(zhuǎn)移酶作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移）為切入點(diǎn)，圍繞基因工程操作的基本程序、基因的分離定律和自由組合定律等相關(guān)知識(shí)，對(duì)各問(wèn)題情境進(jìn)行分析作答。

(1)依題意可知：序列D和基因A屬于基因工程中的目的基因。

(2)若該植株為T(mén)-DNA單拷貝插入，則相關(guān)的一對(duì)同源染色體中，只有一條染色體含有卡那霉素抗性基因和目的基因，該植株相當(dāng)于雜合子，其自交所結(jié)種子中具有卡那霉素抗性的占3/4。繼續(xù)種植具有卡那霉素抗性的種子，若該種子為純合子，則長(zhǎng)成植株后進(jìn)行自交，所結(jié)種子全部具有卡那霉素抗性。

(3)將純合的轉(zhuǎn)D植株與轉(zhuǎn)A植株雜交，理論上F1植株中，既有純合的轉(zhuǎn)D植株的DNA序列，又有純合的轉(zhuǎn)A植株的基因A，據(jù)此分析圖示可知：F1植株編號(hào)為3～5、7～9、11的雜交組是雜交成功的，而其他雜交組雜交不成功的原因是：作為母本的花在去雄前就已經(jīng)完成了自花受粉。

(4)對(duì)雜交成功的所有F1植株進(jìn)行序列D檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其位置均沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)移，說(shuō)明體細(xì)胞中沒(méi)有發(fā)生序列D的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而推測(cè)序列D的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在配子中。因雜交成功的F1植株是純合的轉(zhuǎn)D植株與轉(zhuǎn)A植株雜交所產(chǎn)生的后代，因此該F1植株中所含的序列D和基因A分別位于兩條非同源染色體上，相當(dāng)于雙雜合子。若序列D的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在配子中，則該F1植株產(chǎn)生的發(fā)生了序列D轉(zhuǎn)移（同時(shí)含有序列D和基因A）的配子占配子總數(shù)的1/4，沒(méi)有發(fā)生序列D轉(zhuǎn)移的配子占配子總數(shù)的3/4，進(jìn)而推知：讓雜交成功的F1植株自交，理論上F2植株中序列D發(fā)生了位置轉(zhuǎn)移的最多可占1－3/4×3/4＝7/16。

(5) DNA序列D能在基因A表達(dá)的轉(zhuǎn)移酶作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，而且序列D隨機(jī)轉(zhuǎn)移會(huì)導(dǎo)致被插入的基因發(fā)生突變，由此推知：應(yīng)從F2植株自交所得F3中，篩選出沒(méi)有基因A且序列D純合的植株構(gòu)建突變體庫(kù)，其原因在于：這種植株沒(méi)有基因A不會(huì)發(fā)生新的序列D位置轉(zhuǎn)移，序列D純合使突變性狀能穩(wěn)定遺傳。