Question

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

（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-DNA單拷貝插入。繼續(xù)種植具有卡那霉素抗性的種子，長成植株后進行自交，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）對雜交成功的所有F1植株進行序列D檢測，發(fā)現(xiàn)其位置均沒有發(fā)生轉(zhuǎn)移，推測序列D的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在_________（填“體細胞”或“配子”）中，按照這種推測，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隨機轉(zhuǎn)移會導(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，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 沒有基因A且序列D純合 沒有基因A不會發(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】

本題以構(gòu)建穩(wěn)定遺傳的大豆突變體庫為媒介設(shè)置新的情境，考查基因工程、基因分離定律和基因自由組合定律的應(yīng)用等相關(guān)知識。需要考生熟練掌握所學(xué)知識，根據(jù)從題干中提取的有效信息，將轉(zhuǎn)基因生物的遺傳與遺傳定律結(jié)合起來，對各小題進行分析作答。

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

（2）根據(jù)（1）小題可知，T-DNA上含有卡那霉素抗性基因，若將T-DNA單拷貝插入植物的染色體上，則該轉(zhuǎn)D植株或轉(zhuǎn)A植株相當(dāng)于關(guān)于卡那霉素抗性基因的雜合子，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，長成植株后進行自交，若某植株所結(jié)種子全部具有卡那霉素抗性，可獲得純合的轉(zhuǎn)D植株或轉(zhuǎn)A植株。

（3）將純合的轉(zhuǎn)D植株與轉(zhuǎn)A植株雜交，F(xiàn)1植株中應(yīng)同時含有序列D和基因A。據(jù)圖可知，F(xiàn)1中編號為3～5、7～9、11的植株同時含有序列D和基因A，說明這些植株的雜交組是雜交成功的；其他雜交組（6、10）或者只含序列D，或者只含基因A，雜交不成功的原因可能是作為母本的花在去雄前就已經(jīng)完成了自花受粉。

（4）已知序列D能在基因A表達的轉(zhuǎn)移酶作用下，從序列D所在染色體的某個位置轉(zhuǎn)移到其他位置，或隨機轉(zhuǎn)移到其他染色體上。而對雜交成功的所有F1植株進行序列D檢測，發(fā)現(xiàn)其位置均沒有發(fā)生轉(zhuǎn)移，可推測序列D的轉(zhuǎn)移只發(fā)生在配子中；按照這種推測，雜交成功的F1植株(同時含有序列D和基因A)產(chǎn)生的配子中序列D發(fā)生了位置轉(zhuǎn)移的配子（同時含有序列D和基因A）最多占1/4，則序列D沒有發(fā)生位置轉(zhuǎn)移的配子占3/4。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1－3/4×3/4＝7/16。

（5）序列D隨機轉(zhuǎn)移會導(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。由于沒有基因A不會發(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，所以讓F2植株自交，應(yīng)在F3中篩選出沒有基因A且序列D純合的植株用作構(gòu)建突變體庫。