Question

回答下列Ⅰ、Ⅱ兩題．
Ⅰ．1992年底，中國科學家成功研制了具有自主知識產權的GFMCrylA融合Bt殺蟲基因，并將其導入棉花，創(chuàng)造出單Bt（即蘇云金芽孢桿菌）轉基因抗蟲棉．目前，我國自主品牌的轉基因抗蟲棉已占全國抗蟲棉市場的93%以上，成為世界上繼美國后的第二大轉基因抗蟲棉生產國．如圖是表示基因的結構示意圖和利用基因工程培育抗蟲棉的過程示意圖．請據圖回答：

（1）Bt殺蟲基因為

 

（填“圖A”或“圖B”）所示的基因結構．
（2）圖C中I的化學本質是

 

，Bt殺蟲基因能與I結合形成重組質粒的原因是

 

．科學家選用含四環(huán)素抗性基因的目的是

 

．
（3）在培育轉基因抗蟲棉的實驗中，分離基因的做法包括用

 

對DNA進行切割，然用DNA連接酶將目的基因片段與

 

結合成重組質粒，并將其導入受體細胞．
（4）科學家如果用棉花體細胞作受體細胞，必須采用

 

技術才能獲得抗蟲棉幼苗，若要獲得人工種子，必須培養(yǎng)到胚狀體，還需人工添加

 

．
（5）生產上為防止抗蟲棉的Bt殺蟲基因隨花粉散播到其他作物中，你認為應該將重組質粒導入受體細胞的

 

中．
（6）生物科技小組用（5）小題中的抗蟲棉植株作父本與普通棉花雜交，F₁代植株是否具有抗蟲特性？
（7）若Bt殺蟲基因導入棉花后不表達，科學家要修飾該基因的

 

．
（8）苯丙氨酸的密碼子是

 

．
Ⅱ．生物性狀的遺傳有核遺傳和質遺傳，有些還是由細胞核和細胞質共同控制的．現以紫茉莉作實驗材料，紫茉莉植株高莖（A）對矮莖（a）為顯性，花色基因紅花（B）對白花（b）為不完全顯性，即紅花為BB，白花為bb，粉紅花為Bb．根據教材所講實例，現有純合高莖紅花綠色枝條紫茉莉作父本與純合矮莖白花花斑枝條為母本進行雜交．請分析回答：
（1）雜交后胚乳核的基因組成是

 

．
（2）就莖的高度和花色性狀而言，其F₁植株的性狀表現為

 

；就枝條顏色而言，F₁植株的表現型及其比例為

 

．
（3）F₁自交后，F₂花色性狀的表現型及其比例為

 

．
（4）取F₁植株綠色枝條上的花粉進行離體培養(yǎng)，經秋水仙素處理后，其植株的表現型及其比例為

 

．
（5）花斑紫茉莉細胞

 

分裂過程中細胞質的不均等分配，導致花斑紫茉莉植株出現三種枝條．花斑紫茉莉細胞

 

分裂過程中細胞質的隨機不均等分配，導致了以花斑紫茉莉為母本的子代植株出現三種可能．

Answer 1

考點：基因工程的應用,基因的自由組合規(guī)律的實質及應用

專題：

分析：（1）原核細胞的基因編碼區(qū)連續(xù)；結構簡單．真核細胞的基因編碼區(qū)間隔、不連續(xù)；結構復雜．
（2）常用的運載體：質粒、噬菌體的衍生物、動植物病毒．質粒是一種裸露的、結構簡單、獨立于細菌擬核DNA之外并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子．用限制性酶切割基因獲取目的基因，然用DNA連接酶將目的基因片段與運載體結合成重組質粒，并將其導入受體細胞．
（3）在細胞質遺傳中，雜種后代只表現母本性狀，不發(fā)生性狀分離現象．這是因為控制性狀的基因不在染色體上，而在細胞質的細胞器中．細胞分裂時，細胞器是隨機地分配到子細胞中去，而不象染色體那樣進行有規(guī)律的分離．后代無一定性狀分離比．

解答： 解：
Ⅰ（1）Bt殺蟲基因來自于蘇云金芽孢桿菌．原核細胞的基因編碼區(qū)連續(xù)；結構簡單．真核細胞的基因編碼區(qū)間隔、不連續(xù)；結構復雜．Bt殺蟲基因為圖A所示的基因結構．
（2）圖C中I是質粒．質粒是環(huán)狀的DNA分子．DNA的組成和結構相同使得Bt殺蟲基因能與I結合形成重組質粒．抗性基因的目的是目的基因的檢測與鑒定．
（3）用限制性酶切割基因獲取目的基因，然用DNA連接酶將目的基因片段與運載體結合成重組質粒，并將其導入受體細胞．
（4）獲得抗蟲棉幼苗過程中需要用轉基因技術和植物組織培養(yǎng)技術．若想制造人工種子，需要培養(yǎng)到胚狀體．在胚狀體外包一層人工種皮和胚乳即可．
（5）花粉是雄性生殖細胞，生產上為防止抗蟲棉的Bt殺蟲基因隨花粉散播到其他作物中，可以將重組質粒導入受體細胞的葉綠體中．細胞質遺傳，不隨花粉傳播，是母系遺傳．
（6）生物科技小組用（5）小題中的抗蟲棉植株作父本與普通棉花雜交，F₁代植株是不具有抗蟲特性．因為細胞質遺傳，不隨花粉傳播，是母系遺傳．
（7）若Bt殺蟲基因導入棉花后不表達，科學家要修飾該基因的非編碼區(qū)．在非編碼區(qū)都有調控遺傳信息表達的核苷酸序列．
（8）由圖中攜帶苯丙氨酸的轉運RNA上的反密碼子是AAG，可推知決定苯丙氨酸的密碼子是UUC．
Ⅱ純合高莖紅花綠色枝條紫茉莉作父本與純合矮莖白花花斑枝條為母本雜交，父本產生的雄配子是AB，母本產生的雌配子和極核是ab．
（1）雜交后胚乳核的基因組成是 AaaBbb．
（2）就莖的高度和花色性狀而言，其F₁植株的基因型為AaBb，表現型為髙莖粉紅花．
紫茉莉的葉色遺傳是細胞質遺傳．在細胞質遺傳中，雜種后代只表現母本性狀，不發(fā)生性狀分離現象．這是因為控制性狀的基因不在染色體上，而在細胞質的細胞器中．細胞分裂時，細胞器是隨機地分配到子細胞中去，而不象染色體那樣進行有規(guī)律的分離．后代無一定性狀分離比．故就枝條顏色而言，F₁植株的表現型及其比例為綠色枝條、白化枝條、花斑枝條，無一定分離比．
（3）F₁植株的基因型為AaBb，自交后代F₂花色性狀的基因型為BB：Bb：bb=1：2：1，表現型為紅花：粉紅花：白花=1：2：1．
（4）取F₁植株的基因型為AaBb，綠色枝條上的花粉基因型及比例為AB：Ab：aB：ab=1：1：1：1，花粉進行離體培養(yǎng)，經秋水仙素處理后，其植株的基因型為AABB：AAbb：aaBB：aabb=1：1：1：1，表現型及其比例為：髙莖紅花：髙莖白花：矮莖紅花：矮莖白花=1：1：1：1．對于枝條的顏色是細胞質遺傳，遵循母系遺傳，后代都是綠色．取F₁植株綠色枝條上的花粉進行離體培養(yǎng)，經秋水仙素處理后，其植株的表現型及其比例為髙莖紅花綠色枝條：髙莖白花綠色枝條：矮莖紅花綠色枝條：矮莖白花綠色枝條=1：1：1：1．
（5）細胞質遺傳，無論是有絲分裂還是減數分裂的細胞質都是一樣隨機且不均等地進行分配的．對植株來說：只有葉綠體的是綠色；只有白色體的是白色；有兩種的是花斑．兩者兼有的細胞分裂時，生成的子細胞有三種可能：只含葉綠體，只含白色體，兩者兼有．所以花斑紫茉莉細胞有絲分裂過程中細胞質的不均等分配，導致花斑紫茉莉植株出現三種枝條．以花斑枝條做母本時，子代有三種表現型．
故答案為：
Ⅰ（1）圖A
  （2）DNA，二者DNA的組成和結構相同，檢測Bt殺蟲基因是否導入受體的細胞
  （3）限制酶，運載體或質粒
  （4）植物的組織培養(yǎng)，種皮和胚乳
  （5）葉綠體
  （6）不具有 
  （7）非編碼區(qū) 
  （8）UUC
Ⅱ（1）AaaBbb 
  （2）髙莖粉紅花    綠色枝條、白化枝條、花斑枝條，無一定分離比 
  （3）紅花：粉紅花：白花=1：2：1
  （4）髙莖紅花綠色枝條：髙莖白花綠色枝條：矮莖紅花綠色枝條：矮莖白花綠色枝條=1：1：1：1 
  （5）有絲  減數

點評：本題考查了基因工程、真核細胞和原核細胞基因結構、細胞核遺傳、細胞質遺傳等相關內容，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力；識圖能力和具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理的能力．