Question

14．變異鏈球菌在牙面的粘附、集聚是齲齒發(fā)生的先決條件，轉(zhuǎn)基因可食防齲疫苗是通過基因工程技術(shù)，將變異鏈球菌中與齲齒發(fā)生密切相關(guān)的抗原基因（PAcA基因）轉(zhuǎn)入植物的表達(dá)載體中，利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)的可食用基因工程疫苗．
（1）轉(zhuǎn)基因植物的制備：
單一使用PAcA基因，機(jī)體免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PAcA基因連接成嵌合（PAcA-CTB）基因，作為抗原目的基因與Ti質(zhì)粒的T-DNA拼接，并用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入離體的黃瓜葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株．
（2）轉(zhuǎn)基因植株目的基因的PCR鑒定：已知PAcA-CTB基因部分序列如下
5′---CCGTGT…ATGCCT---3′
3′---GGCACA…TACGGA---5′
根據(jù)上述序列選擇引物BD（填字母）進(jìn)行PCR．
A．引物：5′-GGCACA-3′
B．引物：5′-AGGCAT-3′
C．引物：5′-CCGUGU-3′
D．引物：5′-CCGTGT-3′
反應(yīng)結(jié)束后，電泳檢測PCR產(chǎn)物，結(jié)果如圖（1來自未轉(zhuǎn)化植株，2是含PAcA-CTB基因的質(zhì)粒，3-10來自轉(zhuǎn)基因植物），從結(jié)果可以看出，3、5、8、9、10號(hào)植物含有PAcA-CTB基因．

（3）對(duì)上述含PAcA-CTB基因的植株進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)其中一些植株體細(xì)胞中含兩個(gè)PAcA-CTB基因（用字母A表示，基因間無累加效應(yīng)）．為了確定這兩個(gè)基因與染色體的位置關(guān)系，研究人員單獨(dú)種植每株黃瓜，將同一植株上雄花花粉授到雌花柱頭上，通過子一代表現(xiàn)型及其分離比進(jìn)行分析：
①若F₁中疫苗植株：非疫苗植株=15：1，則PAcA-CTB基因位于非同源染色體上，基因與染色體的位置關(guān)系如圖甲所示．

②若F₁中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，則兩個(gè)基因位于（同）一條染色體上，圖乙中（也可畫在另一對(duì)染色體上），請(qǐng)?jiān)趫D乙中標(biāo)出基因．
③若F₁全為疫苗植株，則兩個(gè)基因位于（一對(duì)）同源染色體上，圖丙中（也可畫在另一對(duì)染色體上），請(qǐng)?jiān)趫D丙中標(biāo)出基因．
（4）上述三種基因與染色體的位置關(guān)系適于進(jìn)行推廣種植的是兩個(gè)基因位于（一對(duì)）同源染色體上的植株．多年后，若出現(xiàn)了非疫苗植株，請(qǐng)寫出一種可能的變異類型及產(chǎn)生的原因基因突變，A基因突變?yōu)閍；
基因重組，四分體時(shí)期姐妹染色單體交叉互換使兩個(gè)A基因位于同一條染色體上；
染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位．

Answer 1

分析 1、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合．

解答 解：（1）轉(zhuǎn)基因植物的制備：單一使用PAcA基因，機(jī)體免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PAcA基因連接成嵌合（PAcA-CTB）基因，作為抗原目的基因與Ti質(zhì)粒的T-DNA拼接，并用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入離體的黃瓜葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株．
（2）已知PAcA-CTB基因部分序列如下
5′---CCGTGT…ATGCCT---3′
3′---GGCACA…TACGGA---5′
由于PCR技術(shù)中，子鏈合成方向是從5′到3′，因此應(yīng)該選擇引物 BD進(jìn)行PCR．反應(yīng)結(jié)束后，電泳檢測PCR產(chǎn)物，結(jié)果如圖（1來自未轉(zhuǎn)化植株，2是含PAcA-CTB基因的質(zhì)粒，3-10來自轉(zhuǎn)基因植物），從結(jié)果可以看出3、5、8、9、10號(hào)植物含有PAcA-CTB基因．
（3）①PAcA-CTB基因位于非同源染色體上，且基因與染色體的位置關(guān)系如圖甲所示，則其產(chǎn)生aa配子的概率為$\frac{1}{4}$，因此F₁中疫苗植株：非疫苗植株=（1-$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$）：$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$=15：1．
②若F₁中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，相當(dāng)于一對(duì)等位基因的遺傳結(jié)果，則兩個(gè)A基因位于（同）一條染色體上．
③若F₁全為疫苗植株，則所有配子都含有A基因，因此兩個(gè)A基因位于 （一對(duì)）同源染色體上．
（4）上述三種基因與染色體的位置關(guān)系適于進(jìn)行推廣種植的是兩個(gè)基因位于 （一對(duì)）同源染色體上的植株．多年后，出現(xiàn)了非疫苗植株，其可能的變異類型及產(chǎn)生的原因是基因突變，A基因突變?yōu)閍；基因重組，四分體時(shí)期姐妹染色單體交叉互換使兩個(gè)A基因位于同一條染色體上；染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位．
故答案為：
（1）抗原目的基因農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化
（2）BD      3、5、8、9、10
（3）①15：1
②（同）一條染色體上，圖乙中（也可畫在另一對(duì)染色體上）
③（一對(duì)）同源染色體上，圖丙中（也可畫在另一對(duì)染色體上）
（4）（一對(duì)）同源染色體上
基因突變，A基因突變?yōu)閍；
基因重組，四分體時(shí)期姐妹染色單體交叉互換使兩個(gè)A基因位于同一條染色體上；
染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、概念、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)；掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．