【題目】玉米自交系(遺傳穩(wěn)定的育種材料)B具有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)良性狀,但難以直接培育成轉(zhuǎn)基因植株,為使其獲得抗除草劑性狀,需依次進(jìn)行步驟 I、II試驗(yàn).
Ⅰ.獲得抗除草劑轉(zhuǎn)基因玉米自交系A(chǔ),技術(shù)路線如圖.

(1)為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化,構(gòu)建表達(dá)載體需用2種限制酶,選擇的原則是 (單選).
①Ti質(zhì)粒內(nèi),每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn)
②G基因編碼蛋白質(zhì)的序列中,每種限制酶只有一個(gè)切割位點(diǎn)
③酶切后,G基因形成的兩個(gè)黏性末端序列不相同
④酶切后,Ti質(zhì)粒形成的兩個(gè)黏性末端序列相同
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
(2)如表是4種玉米自交系幼胚組織培養(yǎng)不同階段的結(jié)果.據(jù)表可知,細(xì)胞脫分化時(shí)使用的激素是 , 自交系的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體.

激素
結(jié)果
自交系

2,4﹣D(2.0mg/L)

6﹣BA(0.5mg/L)

IBA(2.0mg/L)

愈傷組織形成率(%)

芽的分化率(%)

根的誘導(dǎo)率(%)

99

13

90

85

80

87

88

83

12

16

85

83


(3)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化愈傷組織時(shí),T﹣DNA攜帶插入其內(nèi)的片段轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞.篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織,需使用含的選擇培養(yǎng)基.
(4)轉(zhuǎn)化過程中,愈傷組織表面常殘留農(nóng)桿菌,導(dǎo)致未轉(zhuǎn)化愈傷組織也可能在選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng).含有內(nèi)含子的報(bào)告基因只能在真核生物中正確表達(dá),其產(chǎn)物能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色.用K分別處理以下愈傷組織,出現(xiàn)藍(lán)色的是 (多選).
A.無農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織
B.無農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織
C.農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織
D.農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織
(5)組織培養(yǎng)獲得的轉(zhuǎn)基因植株(核DNA中僅插入一個(gè)G基因)進(jìn)行自交,在子代含G基因的植株中,純合子占 . 繼續(xù)篩選,最終選育出抗除草劑純合自交系A(chǔ).
II.通過回交使自交系B獲得抗除草劑性狀
(6)抗除草劑自交系A(chǔ)(GG)與自交系B雜交產(chǎn)生F1 , 然后進(jìn)行多輪回交(如圖).自交系B作為親本多次回交的目的是使后代

(7)假設(shè)子代生活力一致,請(qǐng)計(jì)算上圖育種過程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例,并在圖1中畫出對(duì)應(yīng)的折線圖.若回交后每代不進(jìn)行鑒定篩選,直接回交,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出相應(yīng)的折線圖.

(8)如表是鑒定含G基因植株的4種方法.請(qǐng)預(yù)測(cè)同一后代群體中,4種方法檢出的含G基因植株的比例,從小到大依次是

方法

檢測(cè)對(duì)象

檢測(cè)目標(biāo)

檢出的含G基因植株的比例

PCR擴(kuò)增

基因組DNA

G基因

x1

分子雜交

總mRNA

G基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物

x2

抗原﹣抗體雜交

總蛋白質(zhì)

G基因編碼的蛋白質(zhì)

x3

噴灑除草劑

幼苗

抗除草劑幼苗

x4

對(duì)Hn繼續(xù)篩選,最終選育出高產(chǎn)、抗病、抗除草劑等優(yōu)良性狀的玉米自交系.

【答案】
(1)A
(2)2,4﹣D;乙
(3)除草劑
(4)B,D
(5)1/3
(6)積累越來越多自交系B的遺傳物質(zhì)/優(yōu)良性狀
(7)


(8)X4 , X3 , X2 , X1
【解析】解:(1)如果用一種限制酶來切割目的基因兩端和質(zhì)粒時(shí),目的基因兩端會(huì)出現(xiàn)相同的末端.這樣在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí),會(huì)出現(xiàn)3種情況:目的基因﹣目的基因、目的基因﹣運(yùn)載體、運(yùn)載體﹣運(yùn)載體,這樣會(huì)出現(xiàn)自身環(huán)化現(xiàn)象,因此為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化,構(gòu)建表達(dá)載體需用2種限制酶.故選:A.(2)高度分化的植物細(xì)胞脫分化可產(chǎn)生愈傷組織,據(jù)表中信息可知:細(xì)胞脫分化時(shí)使用的激素是2,4﹣D.比較甲乙丙丁4種自交體系,發(fā)現(xiàn)自交系乙芽的分化率、根的誘導(dǎo)率都較高,因此自交系乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體.(3)實(shí)驗(yàn)最終想使玉米自交系(遺傳穩(wěn)定的育種材料)B為獲得抗除草劑性狀,可以使用含除草劑的選擇培養(yǎng)基,篩選轉(zhuǎn)化的愈傷組織,如果能存活,說明獲取具有抗除草劑的性狀的愈傷組織.(4)A、未轉(zhuǎn)化愈傷組織沒有含有內(nèi)含子的報(bào)告基因,因此不能產(chǎn)生能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色的物質(zhì),A錯(cuò)誤;
B、轉(zhuǎn)化愈傷組織有含有內(nèi)含子的報(bào)告基因,可產(chǎn)生該基因表達(dá)產(chǎn)物,能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色,即K處理該愈傷組織能呈現(xiàn)藍(lán)色,B正確;
C、農(nóng)桿菌附著的未轉(zhuǎn)化愈傷組織能在選擇性培養(yǎng)基上正常生長(zhǎng),但不含有含有內(nèi)含子的報(bào)告基因,因此不能產(chǎn)生能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色的物質(zhì),C錯(cuò)誤;
D、農(nóng)桿菌附著的轉(zhuǎn)化愈傷組織能在選擇性培養(yǎng)基上正常生長(zhǎng),并含有含有內(nèi)含子的報(bào)告基因,能產(chǎn)生能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色的物質(zhì),故K處理該愈傷組織能呈現(xiàn)藍(lán)色,D正確.
故選:BD.(5)轉(zhuǎn)基因植株(核DNA中僅插入一個(gè)G基因)的基因型為G﹣,進(jìn)行自交,子代的基因型及比例為 GG、 ﹣、 ﹣﹣,其中含G基因的植株( GG、 ﹣)中,純合子占 .(6)根據(jù)圖示可知,自交系B作為親本多次回交的目的是使后代積累越來越多自交系B的遺傳物質(zhì)/優(yōu)良性狀.(7)抗除草劑自交系A(chǔ)(GG)與自交系B(GG)雜交產(chǎn)生F1(GG),F(xiàn)1(GG)回交,即與B(GG)雜交,后代為GG和GG , 比例為1:1.①若回交后每代進(jìn)行鑒定篩選,則H1‘為GG . 因此育種過程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例分1、 、 、之后一直是 .②若回交后每代不進(jìn)行鑒定篩選,直接回交,即GG和GG都與B(GG)雜交,則后代中含G基因植株的比例為 .因此育種過程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例 、 、
用圖顯示如下:

8)根據(jù)表格中信息可知:PCR擴(kuò)增技術(shù)可以在體外大量增殖目的基因,故x1含量最多;但已導(dǎo)入到受體細(xì)胞中的目的基因不一定完成轉(zhuǎn)錄,因此x2<x1;已導(dǎo)入到受體細(xì)胞中目的基因雖然完成轉(zhuǎn)錄,但不一定能完成翻譯產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì),故x3<x2;構(gòu)建基因表達(dá)載體和將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的概率較小,故x4<x3
故答案為:(1)A(2)2,4﹣D 乙(3)除草劑(4)BD(5) (6)積累越來越多自交系B的遺傳物質(zhì)/優(yōu)良性狀(7)

8)X4 , X3 , X2 , X1
1、構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)需要同一種限制酶切割目的基因和運(yùn)載體,用DNA連接酶鏈接.為防止酶切產(chǎn)物自身環(huán)化,切割目的基因兩端常用兩種酶分別切割.2、據(jù)表中信息可知:細(xì)胞脫分化時(shí)使用的激素是2,4﹣D.比較甲乙丙丁4中自交體系,發(fā)現(xiàn)自交系乙芽的分化率、根的誘導(dǎo)率都較高,因此自交系乙的幼胚最適合培養(yǎng)成愈傷組織作為轉(zhuǎn)化受體.3、轉(zhuǎn)化愈傷組織有含有內(nèi)含子的報(bào)告基因,可產(chǎn)生該基因表達(dá)產(chǎn)物,能催化無色物質(zhì)K呈現(xiàn)藍(lán)色,即K處理該愈傷組織能呈現(xiàn)藍(lán)色.4、轉(zhuǎn)基因植株(核DNA中僅插入一個(gè)G基因)的基因型為G﹣,進(jìn)行自交,子代的基因型及比例為 GG、 ﹣、 ﹣﹣,其中含G基因的植株為GG、G﹣.5、目的基因的檢測(cè)和表達(dá):(1)首先要檢測(cè) 轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因,方法是采用DNA分子雜交技術(shù).(2)其次還要檢測(cè) 目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA,方法是采用用標(biāo)記的目的基因作探針與 mRNA雜交.(3)最后檢測(cè) 目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì),方法是從轉(zhuǎn)基因生物中提取蛋白質(zhì),用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原﹣抗體雜交.

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