Question

分析有關(guān)資料，回答有關(guān)遺傳、基因工程問題。（13分）

油菜的株高由等位基因 G 和 g 決定，GG 為高桿，Gg 為中桿，gg 為矮桿。B基因是另一種植物的高桿基因，B 基因與 G 基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高與這兩個(gè)基因的數(shù)量正相關(guān)。下圖是培育轉(zhuǎn)基因油菜的操作流程。請回答下列問題：

（1）步驟①中用到的工具酶是             ，培育轉(zhuǎn)基因油菜主要運(yùn)用了轉(zhuǎn)基因技術(shù)和            技術(shù)。

（2）圖中質(zhì)粒是雙鏈閉合環(huán)狀的DNA分子，若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶M和N切割，通過凝膠電泳分離分析得下表。限制酶M和N的識別序列和切割位點(diǎn)如圖甲所示。

①該質(zhì)粒的長度為___________kb。在該質(zhì)粒中，M酶與N酶的切割位點(diǎn)分別有__________、         個(gè)。

②M酶與N酶切出的能相互粘連的末端在酶的作用下相互連接，請將連接的結(jié)果表示出來：____________。連接后的序列是否可以用M酶、N酶進(jìn)行切割：_______________。

下圖為B基因的結(jié)構(gòu)示意圖以及限制酶M和N的切割位點(diǎn)。

③現(xiàn)用圖中基因作為目的基因，若采用直接從供體細(xì)胞中分離，可選用酶______來切割。

④已知Ⅱ區(qū)的堿基數(shù)是2000個(gè)，其中陰影區(qū)域堿基數(shù)是800個(gè)，空白區(qū)域中G和C的總數(shù)共有400個(gè)，則由該區(qū)轉(zhuǎn)錄的mRNA中A和U總數(shù)是               。

（3）若將一個(gè) B 基因轉(zhuǎn)移到矮桿油菜的染色體上并在植株中得到成功表達(dá)，且 B 基因與 g 基因位于非同源染色體上，這樣的轉(zhuǎn)基因油菜植株表現(xiàn)型為           。

（4）若將一個(gè) B 基因轉(zhuǎn)移到中桿油菜的染色體上并在植株中得到成功表達(dá)，培育了甲～丁四種轉(zhuǎn)基因油菜（如下圖）。

①與甲的株高相同的是         。四種轉(zhuǎn)基因油菜分別自交，在不考慮交叉互換的前提下，子代有 3 種表現(xiàn)型的是              。

②另有一種轉(zhuǎn)基因油菜自交子代也有3 種表現(xiàn)型，請?jiān)谙聢D中的染色體上標(biāo)出B 基因的位置。

 

Answer 1

【答案】

（13分）（1）DNA連接酶  植物組織培養(yǎng)   （2）①  16kb；   3、2；

②      否     ③N       ④400     

（3）中桿   （4）①乙和�。�1分）     丙（1分）

②

【解析】

試題分析：（1）步驟①表示經(jīng)限制酶切割后的目的基因和質(zhì)粒形成重組DNA的過程，故該過程用到的工具酶是DNA連接酶；培育轉(zhuǎn)基因油菜首先利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將目的基因?qū)е率荏w細(xì)胞，然后利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將受體細(xì)胞培育成植株。

（2）①由于質(zhì)粒為環(huán)狀DNA，用酶M得到3個(gè)片段，則有3個(gè)切點(diǎn)，用酶N得到2個(gè)片段，則有2個(gè)切點(diǎn)，長度分別為7和9，則該DNA的長度為16Kb。

②M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA連接酶催化連接，連接結(jié)果見答案；當(dāng)連接后，沒有了兩種酶的識別序列，因此兩種酶不能再切割了。

③從供體細(xì)胞中獲得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割。如果選用酶M切割，將會將能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的片段破壞掉，故應(yīng)選用酶N來切割。

④④由于Ⅱ區(qū)陰影部分不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，故Ⅱ區(qū)能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的堿基數(shù)＝總數(shù)（2000個(gè)）－陰影部分（800個(gè)）＝1200個(gè)；該部分堿基中C和G占400個(gè)，A和T點(diǎn)800個(gè)，則每條鏈中A+T有400個(gè)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則，由其轉(zhuǎn)錄得到的RNA中有A和U為400個(gè)。

（3）若將一個(gè)B基因?qū)�入矮稈油菜，其基因型為Bbgg，故根據(jù)題意其表現(xiàn)型為中稈。

（4）①根據(jù)圖解，甲植株同時(shí)含有G、B兩個(gè)基因且兩個(gè)基因都能表達(dá)，甲表現(xiàn)為高稈，故與甲的株高相同的有乙和丁，而丙雖說也導(dǎo)入了B基因，但由于B基因的導(dǎo)入位置在G基因的中間，其導(dǎo)入破壞了G基因，故丙植株只能表現(xiàn)出一個(gè)B基因即為中稈；四種轉(zhuǎn)基因油菜分別自交（無目的基因表示為b），甲基因型為GgBb，其自交后代為1GGBB:(2GGBb+2GgBB):(4GgBb+1GGbb+1ggBB):(2Ggbb+2ggBb):1ggbb=1:4:6:4:1，故甲自交后代有五種表現(xiàn)型；乙基因型為GgBb，但由于兩對基因位于一對同源染色體上，故其自交后代為（GGbb+ggBB）:2GgBb，其自交后代只有一種表現(xiàn)型；丙的基因型為ggBb，其自交后代為ggBB:2ggBb:ggbb，后代共有3種表現(xiàn)型；丁的基因型為GgBb，其自交后代和甲一樣。

②另一種轉(zhuǎn)基因油菜自交后代也有三種表現(xiàn)型，由B基因和G基因位于同一條染色體上，二者遵循分離定律，圖解見答案。

考點(diǎn)：本題考查遺傳和基因工程的相關(guān)知識，意在考查考生能用文字、圖表以及數(shù)學(xué)方式等多種表達(dá)形式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容，能運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力。