Question

18．雌雄同株植物擬南芥是遺傳學(xué)研究的常用材料，野生型擬南芥的種皮為褐色（AA），突變型的種皮為黃色（aa）．某科研小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將蘿卜體內(nèi)的一個A₀基因（控制紅色種皮）定向插入野生型擬南芥的M基因中（M基因與種皮顏色無關(guān)，A基因和M基因在染色體上的位置關(guān)系如右圖），通過培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株X．
（1）基因工程的操作過程中，蘿卜A₀基因與運(yùn)載體DNA用EcoRⅠ切割后產(chǎn)生的黏性末端之間可以相互黏合．這種黏合通過（互補(bǔ)）堿基之間形成氫鍵來實現(xiàn)．然后，DNA連接酶可以將蘿卜A₀基因與運(yùn)載體DNA連接起來，即完成了四個操作步驟中的目的基因與運(yùn)載體結(jié)合．
（2）研究人員進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，A₀基因插入M基因中會導(dǎo)致M基因功能喪失．為了推測M基因的功能，研究人員利用轉(zhuǎn)基因植株X設(shè)計了如下的實驗：

親本	子代種皮顏色及比例
植株X（♀）×野生型（♂）	紅色：褐色≈1：1
植株X（♂）×野生型（♀）	全為褐色

由實驗結(jié)果推測，植株X產(chǎn)生的雄配子所含控制種皮顏色的基因是A，進(jìn)而推測基因M的功能可能與雄配子的正常發(fā)育（或花粉的活性）有關(guān)．A₀基因相對于A基因為顯性，若植株X自交，子代中紅色種皮植株所占的比例$\frac{1}{2}$．

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)�入動物�?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)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、分析表格：當(dāng)母本為植株X時，后代比例符合測交的結(jié)果；當(dāng)父本為植株X時其后代都是褐色，說明植株X含有A₀基因的花粉致死，又因為插入M基因中會導(dǎo)致M基因功能喪失，由此可以推測M基因可能與雄配子的正常發(fā)育有關(guān)，且A₀基因（紅色）相對于A基因（褐色）為顯性，則植株X產(chǎn)生的雄配子所含控制種皮顏色的基因是A．

解答 解：（1）基因工程的操作過程中，構(gòu)建基因表達(dá)載體時，應(yīng)該用同種限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，以產(chǎn)生相同的黏性末端；黏性末端可以相互黏合，這種黏合通過（互補(bǔ)）堿基之間形成氫鍵來實現(xiàn)．然后，DNA連接酶可以將蘿卜A₀基因與運(yùn)載體DNA連接起來，即完成了四個操作步驟中的目的基因與運(yùn)載體結(jié)合．
（2）測交實驗可以驗證F₁產(chǎn)生的配子種類及比例．由實驗結(jié)果可知，當(dāng)母本為植株X時，后代比例符合測交的結(jié)果；當(dāng)父本為植株X時其后代都是褐色，說明植株X含有A₀基因的花粉致死，因為插入M基因中會導(dǎo)致M基因功能喪失，由此可以推測M基因可能與雄配子的正常發(fā)育有關(guān)，且A₀基因（紅色）相對于A基因（褐色）為顯性，則植株X產(chǎn)生的雄配子所含控制種皮顏色的基因是A．若植株X自交（A₀AMM），由于含有A₀基因的花粉致死，則子代中紅色種皮植株：褐色種皮植株=1：1，即紅色種皮植株所占的比例$\frac{1}{2}$．
故答案為：
（1）（互補(bǔ)）堿基   氫鍵  DNA連接  目的基因與運(yùn)載體結(jié)合
（2）A   雄配子的正常發(fā)育（或花粉的活性）  顯    $\frac{1}{2}$

點評 本題考查基因工程、基因自由組合定律的實質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各步驟中需要注意的細(xì)節(jié)問題；掌握基因自由組合定律的實質(zhì)，能根據(jù)表中信息判斷基因的顯隱性關(guān)系及M基因的作用，關(guān)鍵是明確A₀基因的花粉致死，再緊扣該信息進(jìn)行相關(guān)概率的計算，屬于難題．