Question

下圖為科學家培育抗棉鈴蟲棉花的研究路線圖．請據(jù)圖1回答：
（ 注：Kan 為卡那霉素抗性基因）
（1）A過程需要的酶有

 

．
（2）c過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入

 

．
（3）離體棉花葉片組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是

 

．
（4）科學家發(fā)現(xiàn)某些轉(zhuǎn)基因抗蟲植株體細胞含兩個抗蟲基因，假設(shè)這兩個基因在染色 體上隨機整合，出現(xiàn)如圖所示三種情況．假定抗蟲基因都能正常表達，且各型配子活力相同．請設(shè)計實驗，確定該轉(zhuǎn)基因植株基因的組成是哪一種．
①實驗步驟：
I．選用該轉(zhuǎn)基因抗蟲植株與

 

進行雜交．
II．觀察并統(tǒng)計后代表現(xiàn)型和比例．
②結(jié)果預(yù)測：（如圖2）
I．若不考慮交叉互換

 

，則為圖甲所示的基因組成；

 

，則為圖乙所示的基因組成；

 

，則為圖丙所示的基因組成．
II．若同源染色體的

 

之間發(fā)生一次交叉互換，則

 

（填“甲“、“乙“、“丙“） 的實驗結(jié)果可能會與I的預(yù)測結(jié)果不同．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù),基因的自由組合規(guī)律的實質(zhì)及應(yīng)用

專題：

分析：分析圖1：A表示基因表達載體的構(gòu)建過程；B表示將目的基因?qū)�入受體細胞；C表示脫分化過程．
分析圖2：圖2表示兩個抗蟲基因在染色體上隨機整合的三種情況，其中甲產(chǎn)生含有抗蟲基因的配子的概率為100%；乙產(chǎn)生含有抗蟲基因的配子的概率是50%；丙產(chǎn)生具有抗蟲基因的配子的概率是75%．

解答： 解：（1）A表示基因表達載體的構(gòu)建過程，該過程首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運載體，其次還需用DNA連接酶將目的基因和運載體連接形成重組DNA分子．
（2）由圖可知，標記基因是卡那霉素抗性基因，因此c過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入卡那霉素．
（3）離體棉花葉片組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性．
（4）圖2中，甲產(chǎn)生含有抗蟲基因的配子的概率為100%；乙產(chǎn)生含有抗蟲基因的配子的概率是50%；丙產(chǎn)生具有抗蟲基因的配子的概率是75%．要確定該轉(zhuǎn)基因植株基因的組成是哪一種，可設(shè)計以下實驗：
①實驗步驟：
I．選用該轉(zhuǎn)基因抗蟲植株與非轉(zhuǎn)基因植株（轉(zhuǎn)基因抗蟲植株）進行雜交．
II．觀察并統(tǒng)計后代表現(xiàn)型和比例．
②結(jié)果預(yù)測：I．不考慮交叉互換，若為圖甲所示的基因組成，則其所產(chǎn)生的配子均含有抗蟲基因，因此子代全為抗蟲植株；若為圖乙所示的基因組成，則其生含有抗蟲基因的配子的概率是50%，因此子代抗蟲植株：不抗蟲植株=1：1；若為圖丙所示的基因組成，則其產(chǎn)生具有抗蟲基因的配子的概率是75%，所以子代抗蟲植株：不抗蟲植株=3：1．
II．若同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生一次交叉互換，則甲和乙的實驗結(jié)果可能會與I的預(yù)測結(jié)果不同．
故答案為：
（1）限制酶和DNA連接酶
（2）卡那霉素
（3）植物細胞的全能性
（4）①非轉(zhuǎn)基因植株（轉(zhuǎn)基因抗蟲植株）
②Ⅰ．子代全為抗蟲植株    子代抗蟲植株：不抗蟲植株=1：1（子代抗蟲植株：不抗蟲植株=3：1）子代抗蟲植株：不抗蟲植株=3：1（子代抗蟲植株：不抗蟲植株=15：1）．
Ⅱ．非姐妹染色單體    甲和乙

點評：本題結(jié)合圖解，考查基因工程、基因自由組合定律的實質(zhì)及應(yīng)用等知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟及操作工具；識記植物組織培養(yǎng)的原理、過程及條件；掌握基因自由組合定律的實質(zhì)，能結(jié)合圖中信息設(shè)計簡單的實驗進行驗證．