Question

【題目】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_______與Ti質(zhì)粒的T-DNA拼接，并用_______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__________（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，__________號植物含有PAcA-CTB基因。

（3）對上述含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=__________，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__________，請?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__________，請?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__________的植株。多年后，在子代中出現(xiàn)了非疫苗植株，請推測三種可能的原因。

Answer 1

【答案】 抗原目的基因 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 BD 3、5、8、9、10 15:1 （一對）同源染色體上 推測l：基因突變，A基因突變?yōu)閍： 推測2：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； 推測3：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

【解析】試題分析：基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、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(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（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1/4，因此F1中疫苗植株：非疫苗植株=（1-1/4×1/4）：（1/4×1/4）=15：1。

②③若F1中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，相當(dāng)于一對等位基因的遺傳結(jié)果，則兩個(gè)A基因位于（同）一條染色體上；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）同源染色體上。如圖：

。

（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）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。