Question

分析有關(guān)資料，回答有關(guān)遺傳、基因工程問題．
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)．如圖1所示是培育轉(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1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如表．限制酶M和N的識別序列和切割位點(diǎn)如圖2所示．

凝膠電泳結(jié)果（1kb=1000對堿基） （+表示該片段的存在以及含量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

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：

 

．
如圖3所示為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3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（如圖4所示）．
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)谌鐖D5中的染色體上標(biāo)出B基因的位置．

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表示已經(jīng)用限制酶切割后的目的基因和質(zhì)粒，因此再用DNA連接酶連接形成重組DNA．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表格中+表示該片段的存在以及含量，用酶M切割產(chǎn)生了一個(gè)1.0kb的、一個(gè)5.0kb的、一個(gè)10.0kb的片段，因此則該DNA的長度為16Kb．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)．
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．
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．
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��；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．
故答案為：
（1）DNA連接酶  植物組織培養(yǎng)  
（2）①16kb；       3、2；
②    否
③N
④400
（3）中桿
（4）①乙和丁    丙    ②

點(diǎn)評：本題考查了基因工程和遺傳定律應(yīng)用的相關(guān)知識，意在考查考生的識圖能力、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．