Question

【題目】為增加玉米種子的淀粉含量，研究人員嘗試將酶D基因與位于葉綠體膜上的轉運肽基因相連并導入玉米細胞，培育出了淀粉含量高的轉基因玉米新品種。

（1）如左圖表示酶D基因和轉運肽基因，其上箭頭所指的A、B、C、D端為限制性核酸內切酶的切割位點。用___________酶處理兩個基因后，可得到___________端（填圖中字母）相連的融合基因。

（2）如右圖為Ti質粒限制性核酸內切酶酶切圖譜（圖中限制性核酸內切酶的識別序列切割形成的粘性末端均不相同）。酶D基因與轉運肽基因相連的融合基因不含圖中限制性核酸內切酶識別序列。為使PCR擴增的融合基因插入該質粒，擴增的融合基因兩端可分別引入___________和___________（從上圖中選）不同限制性核酸內切酶的識別序列。將融合基因插入Ti質粒中，構建重組質粒并導入___________中，在含抗生素的___________（固體/液體）培養(yǎng)基上培養(yǎng)得到含重組質粒的___________，再利用液體培養(yǎng)基振蕩培養(yǎng)，可以得到用于轉化的侵染液。剪取玉米的葉片放入侵染液中一段時間后篩選獲得轉基因玉米細胞，再通過___________技術，可培育成轉基因玉米植株，這種技術可保留玉米種子淀粉含量高的優(yōu)良性狀，其原因是_________________________________。

（3）若將得到的二倍體轉基因玉米植株自交，F(xiàn)1中淀粉含量高的和淀粉含量低的植株數(shù)量比為15:1，則可推測目的基因整合到了_____________________。

A.—對同源染色體的一條上 B.—對同源染色體的兩條上

C.兩條非同源染色體上 D.—對同源染色體的非姐妹染色體上

（4）農民往往在小麥生長后期，在小麥畦中間播種玉米，玉米苗期占地面積小，等小麥收割后獨立生長，這是一種典型的___________技術；在一定年限內，在同一塊土地上輪流種植玉米、大豆，屬于________，它的優(yōu)點在于可以___________。這些技術都在全國各地得到不同程度的應用，特別是在我國現(xiàn)階段，農業(yè)人口眾多，只有發(fā)展___________，農民問題、農業(yè)問題和農村問題才能得以比較徹底的解決。

Answer 1

【答案】ClaⅠ酶和DNA連接酶A 與 DNdeⅠBamHⅠ土壤農桿菌固體單菌落植物組織培養(yǎng)該技術屬于無性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離C套種輪種恢復或提高土壤肥力生態(tài)農業(yè)

【解析】

據(jù)題文描述和圖示分析可知，本題以“培育出了淀粉含量高的轉基因玉米新品種”為背景材料，考查學生對基因工程的基本操作程序、基因的自由組合定律、光合作用的原理應用等相關知識的理解能力和掌握情況。

(1) 酶D基因的A端和轉基因肽基因的D端均含有 ClaⅠ酶的切割位點。酶D基因和轉基因肽基因用限制酶切割后產生的黏性末端相同時，才能借助DNA連接酶的作用而連接成融合基因�？梢�，用ClaⅠ限制酶和DNA連接酶處理兩個基因后，可得到A端與D端相連的融合基因。

(2) 酶D基因與轉運肽基因相連的融合基因只有插入到Ti質粒上的啟動子與終止子之間才能表達，據(jù)此分析右圖所示的Ti質粒限制酶酶切圖譜可知，在構建含有“融合基因”的Ti重組質粒時，若用XbaI切割，則會切掉終止子，而用NdeⅠ和BamHⅠ進行酶切，則能保留啟動子與終止子，因此為使PCR擴增的融合基因插入該質粒，擴增的融合基因兩端可分別引入NdeⅠ和BamHⅠ的識別序列。Ti質粒存在于農桿菌中，含有的抗生素抗性基因可作為遺傳標記基因。所以將融合基因插入Ti質粒的T-DNA中所構建的重組質粒需導入土壤農桿菌中，再將獲得的農桿菌接種在含抗生素的固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)得到含重組質粒的單菌落。獲得的轉基因玉米細胞需要通過植物組織培養(yǎng)技術才能培育成轉基因玉米植株。由于植物組織培養(yǎng)技術屬于無性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離，所以這種技術可保留玉米種子淀粉含量高的優(yōu)良性狀。

(3) 若將得到的二倍體轉基因玉米植株自交，F(xiàn)1中淀粉含量高的和淀粉含量低的植株數(shù)量比為15:1，說明該二倍體轉基因玉米植株導入了兩個目的基因，且通過減數(shù)分裂產生了四種比值相等的配子，其中有一種配子含有兩個目的基因，有兩種配子各含有一個目的基因，進而推測目的基因整合到了兩條非同源染色體上，C正確，A、B、D均錯誤。

(4) 由題意“在小麥生長后期的麥畦中間播種玉米……”可知，這是一種典型的套種技術。在一定年限內，在同一塊土地上輪流種植玉米、大豆，屬于輪種技術，這是廣大農民在古老而樸素的農業(yè)實踐中產生的科學方法，這種措施的優(yōu)點在于可以恢復或提高土壤肥力。在我國現(xiàn)階段，農業(yè)人口眾多，只有發(fā)展生態(tài)農業(yè)，農民問題、農業(yè)問題和農村問題才能得以比較徹底的解決。