Question

Ⅰ、煙草是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，在世界范圍內(nèi)廣泛種植．煙草含有一些對人類有害但能使人上癮的物質(zhì)，燃燒煙草時(shí)會(huì)產(chǎn)生尼古丁，煙焦油等有毒物質(zhì)，因而吸食煙草不利于人體健康．下圖是科研工作者利用煙草葉肉細(xì)胞培養(yǎng)抗蟲煙草的示意圖．回答下列問題：

（1）圖中①的原理是

 

，需要用到的酶與體內(nèi)參與該過程的酶的最大差異是

 

．
（2）②需要用到酶是_

 

．①→⑥操作步驟中，屬于基因工程操作范疇步驟的有

 

．
（3）用簡單的流程圖表示出⑥過程的具體步驟：

 

．
（4）從抗蟲煙草體內(nèi)能提取抗蟲的毒蛋白，說明基因通過

 

而控制生物的性狀．
（5）將抗蟲基因整合到煙草細(xì)胞某條染色體上，培養(yǎng)得到了一株轉(zhuǎn)基因抗蟲煙草．這株煙草自交產(chǎn)生的F1中有

1

4

的并不抗蟲，被害蟲啃食后而不能結(jié)種子．單株收集F₁其它子代所結(jié)的種子，第二年將這些種子分別隔離種植，理論上F₂的表現(xiàn)型及比例是

 

．
Ⅱ、大麻（2n=20）是一種雌雄異株植物，屬于XY型性別決定．大麻植株有高莖和矮莖之分，由常染色體基因（A、a）控制；另一性狀有抗病和感病（B、b）兩種類型，但感病植株一般只有雄性個(gè)體表現(xiàn)出來，原因可能是某種配子死亡導(dǎo)致．以下是某生物小組完成的幾組雜交試驗(yàn)結(jié)果，請回答相關(guān)的問題：

子代性狀 親本組合	雌株	雄株
第一組： 高莖抗�。ā猓�×矮莖感�。ā幔�		高莖抗病
第二組： 高莖抗�。ā猓�×矮莖感�。ā幔�		1高莖抗病：1高莖感�。�1矮莖抗病：1矮莖感病
第三組： 高莖抗�。ā猓�×高莖抗�。ā幔�	3高莖抗病：1矮莖抗病	3高莖抗�。�3高莖感�。�1矮莖抗�。�1矮莖感病

（1）在大麻抗病與感病這一對相對性狀中，感病是

 

性狀．決定大麻抗病與感病的基因位于

 

染色體上．
（2）根據(jù)三組雜交結(jié)果推測，第三組雜交試驗(yàn)的親本基因組合是

 

．
（3）第一組和第二組雜交試驗(yàn)的子代都沒有雌株出現(xiàn)，請你對此現(xiàn)象作出合理的推測

 

．
（4）若將感病雄株的花粉粒進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，再將幼苗用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成應(yīng)是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),伴性遺傳在實(shí)踐中的應(yīng)用,植物培養(yǎng)的條件及過程

專題：

分析：分析題圖：①表示采用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增DNA；②表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程；③表示將目的基因?qū)�入受體農(nóng)桿菌；④表示將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞（煙草細(xì)胞）；⑤表示篩選出含有目的基因的受體細(xì)胞；⑥表示植物組織培養(yǎng)過程．
分析表格：第三組中，高莖×高莖→后代出現(xiàn)矮莖植株，說明矮莖相對于高莖是隱性性狀；抗病×抗病→后代出現(xiàn)感病植株，說明感病相對于抗病是隱性性狀，但子代中雌、雄中情況不相同，說明決定大麻抗病與感病的基因位于X染色體上．

解答： 解：Ⅰ（1）圖中①表示采用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增DNA，其原理是DNA復(fù)制，因?yàn)镻CR技術(shù)是在高溫條件下進(jìn)行的，所以該技術(shù)中用到的酶要具有更高的熱穩(wěn)定性．
（2）②表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，將目的基因和剪切的質(zhì)粒連接起來還需要用到DNA連接酶．由以上分析可知，①→⑥操作步驟中，①②③④⑤屬于基因工程操作范疇步驟．
（3）⑥表示植物組織培養(yǎng)過程，包括脫分化和再分化兩個(gè)重要的過程，可用以下圖解表示：．
（4）從抗蟲煙草體內(nèi)能提取抗蟲的毒蛋白，說明基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)而控制生物的性狀．
（5）轉(zhuǎn)基因煙草只含有一個(gè)抗蟲基因，可以看出是雜合子（用Aa表示），則這株煙草自交產(chǎn)生的F1中有三種基因型，則F1的基因型及比例為：AA：Aa：aa=1：2：1，去掉其中

1

4

不抗蟲的植株，剩余種群中，AA占

1

3

、Aa占

2

3

第二年將這些種子分別隔離種植，理論上F₂中AA占

1

3

+

2

3

×

1

4

=

1

2

、Aa占

2

3

×

1

2

=

1

3

、aa占

2

3

×

1

4

=

1

6

，所以F₂中表現(xiàn)型及比例是抗�。焊胁�=5：1．
Ⅱ、（1）第三組中，抗病×抗病→后代出現(xiàn)感病植株，說明感病相對于抗病是隱性性狀．但子代中雌、雄中情況不相同，說明決定大麻抗病與感病的基因位于X染色體上．
（2）第三組中，高莖×高莖→后代高莖：矮莖=3：1，說明親本的基因型均為Aa；抗病（♀）×抗�。ā幔�→后代雌性個(gè)體均抗病，雄性個(gè)體中，抗�。焊胁�=1：1，說明親本的基因型為X^BX^b×X^BY．綜合以上分析可知第三組雜交試驗(yàn)的親本基因組合是AaX^BX^b×AaX^BY．
（3）第一組和第二組中，雄性親本的基因型均為aaX^bY，但這兩組雜交試驗(yàn)的子代都沒有雌株出現(xiàn)，原因可能是X^b雄配子致死．
（4）大麻（2n=20）是一種雌雄異株植物，屬于XY型性別決定．感病雄株能形成9+X^b和9+Y兩種配子，其中9+X^b雄配子致死，所以只能用9+Y的配子離體培養(yǎng)，再將幼苗用秋水仙素處理，所得植株的染色體組成應(yīng)是18+YY．
故答案為：
I（1）DNA復(fù)制（或堿基互補(bǔ)配對）    具有更高的熱穩(wěn)定性
（2）DNA連接酶    ①②③④⑤
（3）
（4）控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)
（5）抗�。焊胁�=5：1
Ⅱ（1）隱  X
（2）AaX^BX^b×AaX^BY
（3）X^b雄配子致死
（4）18+YY

點(diǎn)評：本題結(jié)合圖表，綜合考查基因工程、植物細(xì)胞工程、伴性遺傳和遺傳定律的應(yīng)用，要求考生識記基因工程的步驟，能準(zhǔn)確判斷圖中各步驟的名稱及采用的技術(shù)；本題的難點(diǎn)是第Ⅱ題，首先要求考生能根據(jù)雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷遺傳方式和基因型，進(jìn)一步能推斷出第一組和第二組中子代都沒有雌株出現(xiàn)的原因，再結(jié)合題干信息“大麻（2n=20）是一種雌雄異株植物，屬于XY型性別決定”答題．