Question

分析有关资料，回答有关遗传、基因工程问题。（13分）

油菜的株高由等位基因 G 和 g 决定，GG 为高杆，Gg 为中杆，gg 为矮杆。B基因是另一种植物的高杆基因，B 基因与 G 基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关。下图是培育转基因油菜的操作流程。请回答下列问题：

（1）步骤①中用到的工具酶是             ，培育转基因油菜主要运用了转基因技术和            技术。

（2）图中质粒是双链闭合环状的DNA分子，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N切割，通过凝胶电泳分离分析得下表。限制酶M和N的识别序列和切割位点如图甲所示。

①该质粒的长度为___________kb。在该质粒中，M酶与N酶的切割位点分别有__________、         个。

②M酶与N酶切出的能相互粘连的末端在酶的作用下相互连接，请将连接的结果表示出来：____________。连接后的序列是否可以用M酶、N酶进行切割：_______________。

下图为B基因的结构示意图以及限制酶M和N的切割位点。

③现用图中基因作为目的基因，若采用直接从供体细胞中分离，可选用酶______来切割。

④已知Ⅱ区的碱基数是2000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G和C的总数共有400个，则由该区转录的mRNA中A和U总数是               。

（3）若将一个 B 基因转移到矮杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，且 B 基因与 g 基因位于非同源染色体上，这样的转基因油菜植株表现型为           。

（4）若将一个 B 基因转移到中杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲～丁四种转基因油菜（如下图）。

①与甲的株高相同的是         。四种转基因油菜分别自交，在不考虑交叉互换的前提下，子代有 3 种表现型的是              。

②另有一种转基因油菜自交子代也有3 种表现型，请在下图中的染色体上标出B 基因的位置。

 

Answer 1

【答案】

（13分）（1）DNA连接酶  植物组织培养   （2）①  16kb；   3、2；

②      否     ③N       ④400     

（3）中杆   （4）①乙和丁（1分）     丙（1分）

②

【解析】

试题分析：（1）步骤①表示经限制酶切割后的目的基因和质粒形成重组DNA的过程，故该过程用到的工具酶是DNA连接酶；培育转基因油菜首先利用转基因技术将目的基因导致受体细胞，然后利用植物组织培养技术将受体细胞培育成植株。

（2）①由于质粒为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点，长度分别为7和9，则该DNA的长度为16Kb。

②M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接，连接结果见答案；当连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割了。

③从供体细胞中获得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割。如果选用酶M切割，将会将能指导蛋白质合成的片段破坏掉，故应选用酶N来切割。

④④由于Ⅱ区阴影部分不能指导蛋白质的合成，故Ⅱ区能指导蛋白质合成的碱基数＝总数（2000个）－阴影部分（800个）＝1200个；该部分碱基中C和G占400个，A和T点800个，则每条链中A+T有400个，根据碱基互补配对原则，由其转录得到的RNA中有A和U为400个。

（3）若将一个B基因导入矮秆油菜，其基因型为Bbgg，故根据题意其表现型为中秆。

（4）①根据图解，甲植株同时含有G、B两个基因且两个基因都能表达，甲表现为高秆，故与甲的株高相同的有乙和丁，而丙虽说也导入了B基因，但由于B基因的导入位置在G基因的中间，其导入破坏了G基因，故丙植株只能表现出一个B基因即为中秆；四种转基因油菜分别自交（无目的基因表示为b），甲基因型为GgBb，其自交后代为1GGBB:(2GGBb+2GgBB):(4GgBb+1GGbb+1ggBB):(2Ggbb+2ggBb):1ggbb=1:4:6:4:1，故甲自交后代有五种表现型；乙基因型为GgBb，但由于两对基因位于一对同源染色体上，故其自交后代为（GGbb+ggBB）:2GgBb，其自交后代只有一种表现型；丙的基因型为ggBb，其自交后代为ggBB:2ggBb:ggbb，后代共有3种表现型；丁的基因型为GgBb，其自交后代和甲一样。

②另一种转基因油菜自交后代也有三种表现型，由B基因和G基因位于同一条染色体上，二者遵循分离定律，图解见答案。

考点：本题考查遗传和基因工程的相关知识，意在考查考生能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容，能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。