Question

【题目】玉米自交系（遗传稳定的育种材料）B具有高产、抗病等优良性质，但难以直接培育成转基因植株，为使其获得抗除草剂性状，需依次进行步骤I、II试验。

Ⅰ．获得抗除草剂转基因玉米自交系A，技术路线如下图。

（1）为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，选择的原则是____（单选）。

①Ti质粒内，每种限制酶只有一个切割位点

②G基因编码蛋白质的序列中，每种限制酶只有一个切割位点

③酶切后，G基因形成的两个黏性末端序列不相同

④酶切后，Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

（2）下表是4种玉米自交系幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知，细胞脱分化时使用的激素是____________，自交系__________的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。

（3）农杆菌转化愈伤组织时，T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞。筛选转化的愈伤组织，需使用含_____________________的选择培养基。

（4）转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达，其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织，出现蓝色的是_______________（多选）。

A．无农杆菌附着的未转化愈伤组织

B．无农杆菌附着的转化愈伤组织

C．农杆菌附着的未转化愈伤组织

D．农杆菌附着的转化愈伤组织

（5）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）进行自交，在子代含G基因的植株中，纯合子占_____________。继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合自交系A。

（6）下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中，4种方法检出的含G基因植株的比例，从小到大依次是_____________________________________。

方法 检测对象 检测目标 检出的含G基因植株的比例

PCR扩增 基因组DNA G基因 x1 分子杂交 总mRNA G基因转录产物 x2 抗原-抗体杂交 总蛋白质 G基因编码的蛋白质 x3 喷洒除草剂 幼苗 抗除草剂幼苗 x4

II．通过回交使自交系B获得抗除草剂性状

（7）抗除草剂自交系A（GG）与自交系B杂交产生F1，然后进行多轮回交（下图）。自交系B作为亲本多次回交的目的是使后代______________。

对Hn继续筛选，最终选育出高产、抗病、抗除草剂等优良性状的玉米自交系。

Answer 1

【答案】A2,4-D乙除草剂BD1/3X4，X3，X2，X1积累越来越多自交系B的遗传物质/优良性状

【解析】

1、构建基因表达载体时需要同一种限制酶切割目的基因和运载体，用DNA连接酶链接。为防止酶切产物自身环化，切割目的基因两端常用两种酶分别切割。

2、据表中信息可知：细胞脱分化时使用的激素是2，4-D．比较甲、乙、丙、丁4中自交体系，发现自交系乙芽的分化率、根的诱导率都较高，因此自交系乙的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。

3、转化愈伤组织有含有内含子的报告基因，可产生该基因表达产物，能催化无色物质K呈现蓝色，即K处理该愈伤组织能呈现蓝色。

4、转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）的基因型为G_，进行自交，子代的基因型及比例为1/4GG、2/4G_、1/4_ _，其中含G基因的植株为GG、G_。

5、目的基因的检测和表达：（1）首先要检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子杂交技术；（2）其次还要检测目的基因是否转录出了mRNA，方法是采用标记的目的基因作探针与 mRNA杂交；（3）最后检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交。

（1）如果用一种限制酶来切割目的基因两端和质粒时，目的基因两端会出现相同的末端．这样在构建基因表达载体时，会出现3种情况：目的基因-目的基因、目的基因-运载体、运载体-运载体，这样会出现自身环化现象，因此为防止酶切产物自身环化，构建表达载体需用2种限制酶，这样切出的目的基因G两端的黏性末端不同；同时质粒中一定要保证每种限制酶只有一个切点，去掉一段Ti质粒中的DNA，得到的切割Ti质粒也同样具有两个不同的黏性末端。故选:A。

（2）高度分化的植物细胞脱分化可产生愈伤组织，据表中信息可知：细胞脱分化时使用的激素是2，4-D。比较甲、乙、丙、丁4种自交体系，发现自交系乙芽的分化率、根的诱导率都较高，因此自交系乙的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。

（3）实验最终想使玉米自交系（遗传稳定的育种材料）B为获得抗除草剂性状，可以使用含除草剂的选择培养基，筛选转化的愈伤组织，如果能存活，说明获取具有抗除草剂的性状的愈伤组织。

（4）未转化愈伤组织没有含有内含子的报告基因，因此不能产生能催化无色物质K呈现蓝色的物质，A错误；转化愈伤组织有含有内含子的报告基因，可产生该基因表达产物，能催化无色物质K呈现蓝色，即K处理该愈伤组织能呈现蓝色，B正确；农杆菌附着的未转化愈伤组织能在选择性培养基上正常生长，但不含有内含子的报告基因，因此不能产生能催化无色物质K呈现蓝色的物质，C错误；农杆菌附着的转化愈伤组织能在选择性培养基上正常生长，并含有含有内含子的报告基因，能产生能催化无色物质K呈现蓝色的物质，故K处理该愈伤组织能呈现蓝色，D正确。

（5）组织培养获得的转基因植株（核DNA中仅插入一个G基因）进行自交，即G_的基因型植株自交，在子代中含G基因的植株有两种：GG:G_=1：2中，其中纯合子（GG）占1/3。继续筛选，最终选育出抗除草剂纯合自交系A。

（6）因为基因组DNA中含有G基因，PCR扩增可以快速大量复制DNA，所以X1最大，因为在细胞中，转录与翻译不是一个过程，所以转录出的mRNA要比翻译出的蛋白质多，所以X2比X3大，蛋白质并不一定全部发挥作用，所以X4 最小。

（7）在育种中，回交的方法主要用来加强杂种个体中某一亲本的性状表现，在本题中自交系B作为亲本回交的目的是使后代积累越来越多自交系B的优良性状。