Question

已知二倍體番茄紅果（A）對黃果（a）為顯性，雙子房（B）對多子房（b）為顯性，高蔓（C）對矮蔓（c）為顯性．現有三個純系品種：Ⅰ（黃色、多子房、高蔓），Ⅱ（黃色、雙子房、矮蔓），Ⅲ（紅色、雙子房、高蔓），為了快速獲取紅色、多子房、矮蔓純系新品種．
（1）請完善以下實驗步驟．
第一步：Ⅰ×Ⅱ→獲得植株Ⅳ，讓Ⅳ自交，從子代中選取黃色、多子房、矮蔓植株Ⅴ．
第二步：

 

第三步：

 

（2）將上述植株的離體細胞與植株Ⅴ的離體細胞融合，形成雜種細胞．
①促進融合時常采用的化學誘導劑是

 

．
②請畫出該融合細胞中控制紅色與黃色這對性狀的染色體組成圖，并標明相關基因．

 

（3）據報道，番茄紅素具有一定的防癌效果．科學家將含有酵母S-腺苷基蛋氨酸脫羧酶基因（簡稱S基因）cDNA片斷導入普通番茄植株，培育了番茄紅素高的新品種．
①獲得cDNA片斷的方法是

 

．
②假設S基因的一條鏈A和T的總量為2400個，占該片斷總堿基的60%，用PCR擴增該基因，該基因復制n次共要dGTP

 

個．
③為確保S基因在番茄中表達，在構建基因表達載體時應插入特定的

 

．
④將基因表達載體導入番茄的方法有農桿菌轉化法

 

和

 

等．

Answer 1

考點：染色體組的概念、單倍體、二倍體、多倍體,基因工程的原理及技術,植物體細胞雜交的過程

專題：

分析：1、題中的三個純系品種：Ⅰ（黃色、多子房、高蔓）為aaBBCC，Ⅱ（黃色、雙子房、矮蔓）為aaBBcc，Ⅲ（紅色、雙子房、高蔓）為AABBCC，要獲得快速獲取紅色、多子房、矮蔓純系新品種（AABBcc），需采用花藥離體培養(yǎng)的方法，因此只要用上述植株雜交最終能夠獲得產生ABc配子的植株即可．
2、細胞融合的方法有：物理法（離心、振動、電刺激）、化學法（聚乙二醇）、生物法（滅活的病毒），生物法一般應用與動物細胞融合．
3、在DNA分子復制的計算過程中，由于親代DNA分子的母鏈中也含有堿基，因此復制n次后需要消耗的某堿基需要減去親代DNA分子的，即需要消耗的堿基數=一個DNA分子中某堿基數×（2ⁿ-1）個．

解答： 解：（1）因為單倍體育種的優(yōu)點是明顯縮短育種年限，所以為了“快速”獲取紅色、多子房、矮蔓純系新品種，應采用單倍體育種法．實驗步驟為：Ⅰ×Ⅱ→獲得植株Ⅳ，讓Ⅳ自交，從子代中選取黃色、多子房、矮蔓植株Ⅴ；Ⅴ×Ⅲ→植株Ⅵ；�、龅幕ㄋ庍M行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗，用秋水仙素處理幼苗，即可獲得紅色、多子房、矮蔓純系新品種．
（2）①促進植物細胞融合時常采用的化學誘導劑是聚乙二醇（PEG）．
②由于培育出的新品種為純合的紅果（AA），而V植物為黃果（aa），因此兩個細胞融合后，細胞的基因型為AAaa，則畫圖時只需畫出兩對同源染色體上的AAaa基因即可．
（3）①將雜種細胞培育成雜種植株要采用植物組織培養(yǎng)技術．cDNA是以mRNA為模板反轉錄形成的，所以獲得cDNA片斷的方法是逆轉錄法．
②假設S基因的一條鏈A和T的總量為2400個，占該片斷總堿基的60%，則DNA分子堿基數=2400÷60%×2=8000個．由于A和T占該片斷總堿基的60%，則占整個DNA分子也為60%，因此C和G占整個DNA分子為40%，堿基G占20%，則一個DNA分子中G有1600個．用PCR擴增該基因，該基因復制n次共要dGTP=1600×（2ⁿ-1）個．
③為確保S基因在番茄中表達，在構建基因表達載體時應插入特定的啟動子．
④將基因表達載體導入植物細胞的方法有：花粉管通道法、農桿菌轉化法、基因槍法．
故答案為：
（1）第二步：Ⅴ×Ⅲ→植株Ⅵ
第三步：�、龅幕ㄋ庍M行離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗，用秋水仙素處理幼苗，即可獲得紅色、多子房、矮蔓純系新品種
（2）①聚乙二醇（PEG）     ②
（3）①逆轉錄法   ②1600×（2ⁿ-1）
③啟動子    ④花粉管通道法、基因槍法

點評：本題具有一定的綜合性，考查了育種方法、細胞融合、基因工程以及DNA分子復制過程中的相關計算等知識，意在考查考生的識記能力、分析能力、作圖能力等，對考生的能力要求較高．考生要能夠根據題中所給品種和所需育種品種，利用雜交育種和單倍體育種的方法寫出育種步驟．