Question

8．科研人員獲得了兩種單基因被“敲除”的擬南芥突變體--C₂和C₅，與野生型比較，根毛長(zhǎng)度或主根長(zhǎng)度發(fā)生了變化，如圖所示．
（I）科研人員通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將T-DNA上插入了青霉索抗性基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入擬南芥細(xì)胞中，經(jīng)篩選獲得C₂和C₅突變體．從功能上來(lái)說(shuō)，篩選轉(zhuǎn)基因擬南芥時(shí)所使用的含有青霉素的培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基．
（2）據(jù)圖可知，C₂的表現(xiàn)型是根毛明顯變短、主根略變短，推測(cè)C₂的基因被“敲除”后，很可能影響了細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)．
（3）將C₂和C₅突變體雜交，F(xiàn)₁全部表現(xiàn)為野生型，說(shuō)明這兩種突變均為隱性突變．讓F₁植株隨機(jī)授粉，將所得的種子播種在含有青霉索的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)有l(wèi)%的種子不能完成萌發(fā)，推測(cè)這兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上．預(yù)測(cè)雙突變體植株的表現(xiàn)型為根毛長(zhǎng)度與C₂無(wú)明顯差異，主根長(zhǎng)度比C₅段，雙突變體植株在F₂中所占比例為$\frac{1}{99}$．
（4）研究發(fā)現(xiàn)，C₅植株根部的分生細(xì)胞在有絲分裂時(shí)缺乏一種周期性出現(xiàn)和消失的酶，這種酶與纖維素的合成有關(guān)．請(qǐng)解釋C₅植株出現(xiàn)突變性狀的原因基因被“敲除”后，其根部的分生細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中不能表達(dá)出相應(yīng)的酶，影響細(xì)胞板（或細(xì)胞壁）的形成，抑制細(xì)胞分裂，從而使主根變短．

Answer 1

分析 分析圖解：與對(duì)照組相比，C₂的根毛明顯變短、主根略變短，C₅的根毛長(zhǎng)度無(wú)明顯差異，主根長(zhǎng)度明顯變短．

解答 解：（1）基因工程中，一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞中，即通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將T-DNA上插入了青霉索抗性基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入擬南芥細(xì)胞中，經(jīng)篩選獲得C₂和C₅突變體．根據(jù)題意可知，篩選獲得的C₂和C₅突變體中含有青霉素抗性基因，因此從功能上來(lái)說(shuō)，篩選轉(zhuǎn)基因擬南芥時(shí)所使用的含有青霉素的培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基．
（2）據(jù)圖可知，C₂的表現(xiàn)型是根毛明顯變短、主根略變短，推測(cè)C₂的基因被“敲除”后，很可能影響了細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，而導(dǎo)致根毛變短．
（3）將C₂和C₅突變體雜交，F(xiàn)₁全部表現(xiàn)為野生型，說(shuō)明野生型為顯性性狀，兩種突變均為隱性突變．根據(jù)顯隱性關(guān)系，C₂和C₅突變體的基因型可以分別表示為aaBB、AAbb，F(xiàn)₁植株的基因型可以表示為AaBb．讓F₁植株隨機(jī)授粉，將所得的種子播種在含有青霉索的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)有l(wèi)%的種子不能完成萌發(fā)，不能萌發(fā)的種子的基因型應(yīng)該為AABB，即不含有青霉素抗性基因，由此可見(jiàn)，這兩對(duì)基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律，則這兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上．雙突變體植株（aabb）的根毛長(zhǎng)度與C₂無(wú)明顯差異，主根長(zhǎng)度比C₅短；由于兩對(duì)基因連鎖，并且AABB占$\frac{1}{100}$，則同時(shí)會(huì)產(chǎn)生$\frac{1}{100}$的aabb（雙突變體），由于在含有青霉索的培養(yǎng)基中AABB的種子不能萌發(fā)，因此雙突變體植株在F₂中所占比例為$\frac{1}{99}$．
（4）細(xì)胞壁的主要成分為纖維素，則該酶與細(xì)胞壁的形成有關(guān)，C₅植株根部的分生細(xì)胞在有絲分裂時(shí)缺乏一種周期性出現(xiàn)和消失的酶，這肯能是基因被“敲除”后，其根部的分生細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中不能表達(dá)出相應(yīng)的酶，影響細(xì)胞板（或細(xì)胞壁）的形成，抑制細(xì)胞分裂，從而使主根變短．
故答案為：
（1）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化     選擇
（2）根毛明顯變短、主根略變短     伸長(zhǎng)
（3）隱性    位于一對(duì)同源染色體上     根毛長(zhǎng)度與C₂無(wú)明顯差異，主根長(zhǎng)度比C₅段       $\frac{1}{99}$
（4）基因被“敲除”后，其根部的分生細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中不能表達(dá)出相應(yīng)的酶，影響細(xì)胞板（或細(xì)胞壁）的形成，抑制細(xì)胞分裂，從而使主根變短

點(diǎn)評(píng) 本題具有一定的綜合性和難度，考查了基因工程、遺傳定律、有絲分裂的有關(guān)知識(shí)，要求考生掌握基因工程的操作步驟及方法，根據(jù)題干信息判斷性狀的顯隱性以及兩對(duì)基因的位置，結(jié)合有絲分裂過(guò)程中的變化解釋突變性狀出現(xiàn)的原因．