[题目]突变体是研究功能基因组的前提.转座子是基因组中可以移动的DNA序列.科研人员将玉米转座子进行改造.改造后的 Ac 转座子能够合成转座酶.但是由于缺失两端的转座序列而丧失转移能力.Ds 转座子不能合成转座酶.因此单独存在时也不能发生转移.只有同时存在 Ac 和Ds 时.Ds才能以一定的频率从原位点切离插入到任意新位点中.同时使功能基因� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】突变体是研究功能基因组的前提，转座子是基因组中可以移动的DNA序列。科研人员将玉米转座子进行改造，改造后的 Ac 转座子能够合成转座酶，但是由于缺失两端的转座序列而丧失转移能力。Ds 转座子不能合成转座酶，因此单独存在时也不能发生转移，只有同时存在 Ac 和Ds 时，Ds才能以一定的频率从原位点切离插入到任意新位点中，同时使功能基因得以破坏或恢复。现将玉米转座子引入到水稻的 DNA中，构建水稻突变体库，并从中筛选到稳定遗传的矮杆突变株，实验流程如下图。

含酚类化合物

请回答下列问题：

（1）科研人员将Ac 和Ds 分别导入水稻细胞，获得Ac 和Ds 的转化植株。首先将构建的Ac 转座载体和 Ds 转座载体分别与①_______混合培养。取水稻未成熟种子，消毒后接种于含有植物激素的②_________培养基上，诱导产生愈伤组织。因愈伤组织具有分化程度③_____，分裂④_____特点，常作为基因工程的理想受体材料。将完成转化的愈伤组织接种于含有⑤_____的培养基进行筛选，培养后获得抗性植株，即 F0 代。

（2）为了便于对转座突变体的功能基因进行研究和定位，筛选 T-DNA 单拷贝插入，但没有表型突变的 Ac和Ds 转基因植株F0，杂交获得 F1 代。通过 PCR 技术从中筛选出目标 F1 植株（转座子插入法构建的突变体库中的植株），理论上目标 F1 植株占 F1 个体总数的 _____。请从下图中任选一种目标 F1 ______（填A或B），[请将图画在答题纸上]画出其相应亲本 F0 植株的基因组成及在染色体的位置_____。

（3）目标 F1 代植株自交获得 F2 代，可在苗期喷洒除草剂筛选转座突变体，理由是_____。

（4）科研人员在众多转座突变体中发现一矮杆突变株，让其自交并筛选仅含有 Ds 而无 Ac 的植株，目的是_____，并用Ds 做标签在基因组中定位且分离出矮杆基因。

【答案】农杆菌蔗糖、大量元素、微量元素、维生素类、琼脂、水低旺盛潮霉素 1/4 A（或B） Ds未发生转座时除草剂抗性基因不能正常表达，只有在Ds发生转座后，除草剂抗性基因才会表达使矮杆突变的性状可以稳定遗传

【解析】

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成；

（2）基因表达载体的构建：基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等；

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法；

（4）目的基因的检测与鉴定：

分子水平上的检测：

①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；

②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；

③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。

个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）识图分析可知，图中构建的基因表达载体用到了Ti质粒，据此推测导入受体细胞选择的是农杆菌转化法，因此首先将构建的Ac转座载体和Ds转座载体分别与农杆菌混合培养；植物组织培养需要的条件，培养基中除了含有植物激素外，还需要一定的营养物质，包括：蔗糖、大量元素、微量元素、维生素类、琼脂、水，诱导产生愈伤组织；愈伤组织是高度液泡化、无定型状态的薄壁细胞，因此其具有分化程度低、分裂能力强的特点，常作为基因工程的理想受体材料；构建的基因表达载体中都含有潮霉素抗性基因作为标记基因，因此完成转化的愈伤组织细胞具有潮霉素抗性，可以将其接种于含有潮霉素的培养基进行筛选，培养后获得抗性植株，即F0代。

（2）为了便于对转座突变体的功能基因进行研究和定位，筛选T-DNA单拷贝插入，但没有表型突变的Ac和Ds转基因植株F0，即只有Ac插入到一条染色体上的植株F0和只有Ds插入到另外一条染色体（与Ac插入染色体为同源染色体或者非同源染色体上）上的植株F0，则植株F0的基因型如图：（分别插入到不同植株的非同源染色体上）或（分别插入到不同植株的同源染色体上），二者杂交获得F1代，通过PCR技术从中筛选出目标F1植株（转座子插入法构建的突变体库中的植株），则F1植株的基因型为：，那么理论上目标F1植株占F1个体总数的1/4。

（3）构建的含有Ds的基因的表达载体中，Ds基因插入到除草剂抗性基因中，转化得到植株F0后，经过杂交筛选得到目标F1代植株，根据题意，同时存在Ac和Ds时，Ds才能以一定的频率从原位点切离插入到任意新位点中，同时使功能基因得以破坏或恢复，因此目标F1代植株自交获得F2代，Ds未发生转座时除草剂抗性基因不能正常表达，只有在Ds发生转座后，除草剂抗性基因才会表达，故可在苗期喷洒除草剂筛选转座突变体。

（4）Ac转座子能够合成转座酶，但是由于缺失两端的转座序列而丧失转移能力。Ds转座子不能合成转座酶，因此单独存在时也不能发生转移，在众多转座突变体中发现一矮杆突变株，让其自交并筛选仅含有Ds而无Ac的植株，则该植株的Ds基因不能转移，那么使矮杆突变的性状可以稳定遗传。

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（3）在胚胎移植操作中，应对供体和受体母牛进行_____________处理，目的是使供体和受体处于相同的生理状态，使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一致。由此可见，胚胎移植的实质是_____________________________________________。

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