Question

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)．以下圖1是培育轉(zhuǎn)基因油菜的操作流程，限制酶M和N的識(shí)別序列和切割位點(diǎn)如圖2所示．請(qǐng)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）M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(qǐng)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：

 

．
（3）圖3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)．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

 

．
（5）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

 

．
（6）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（如圖4）．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

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：分析圖解：圖1中，步驟①表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建，再通過目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，受體細(xì)胞經(jīng)過植物的組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)成轉(zhuǎn)基因植株．
圖2中分析可知，雖然M酶與N酶的識(shí)別序列不同，但是它們切割形成的末端序列相同，因此這兩種酶切割形成的黏性末端能夠重組，可以把它們稱為是同尾酶．
真核生物的基因包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)兩部分，其中編碼區(qū)又分為外顯子和內(nèi)含子，只有外顯子能夠編碼蛋白質(zhì)，內(nèi)含子和非編碼區(qū)均不能編碼蛋白質(zhì)．因此圖3中，空白處表示外顯子，空白處之間的陰影表示內(nèi)含子，而兩側(cè)陰影部位為非編碼區(qū)．

解答： 解：（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)�入受體細(xì)胞，然后利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將受體細(xì)胞培養(yǎng)成植株．
（2）M酶與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(shí)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(huì)將能知道蛋白質(zhì)合成的片段破壞掉，故應(yīng)選用酶N切割．
（4）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占800個(gè)，則每條鏈中A+T有400個(gè)，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，由其轉(zhuǎn)錄得到的mRNA中A和U為400個(gè)．
（5）若將一個(gè)B基因?qū)�入矮桿油菜，其基因型為Bbgg，故根據(jù)題意其表現(xiàn)型為中桿．
（6）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��；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(duì)基因位于一對(duì)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，其自交后代和乙一樣．
故答案為：
（1）DNA連接酶  植物組織培養(yǎng)  
（2）      否
（3）N
（4）400
（5）中桿
（6）乙和丁               丙

點(diǎn)評(píng)：本題考查了基因工程和遺傳定律應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力、分析能力和能夠利用遺傳定律解決問題的能力，具有一定的難度．考生要能夠識(shí)記基因工程的相關(guān)操作步驟，明確M酶和N酶的作用特點(diǎn)；能夠通過表格和圖解的分析獲得解題信息；并能夠熟練運(yùn)用基因自由組合定律進(jìn)行解題．