Question

3．我国科学家成功的将苏云金芽孢杆菌的虫基因导入棉花细胞中，培育的抗虫棉对棉铃虫等害虫毒杀效果高达80%〜100%．
（1）要确定抗虫基因导人棉花细胞后是整合到染色体DNA上，还是整合到细胞质DNA中，可选用抗虫棉与普通棉作为亲本进行正交和反交．
（2）若某一个棉花受体细胞中导入并整合了两种抗虫基因，如图所示，将该细胞经组织培养培育成一株抗虫棉植株A，让该抗虫植株A自交，后代中抗虫植株出现的概率为$\frac{15}{16}$若该抗虫植株A与普通棉杂交得到F₁，F₁中抗虫植株与不抗虫植株的比例是：3：1．
（3）科学家们预言，即使是纯种“转基因抗虫棉”，独立种植若干代以后植株的抗虫能力也将下降．请简要分析可能的原因．
①抗虫基因发生基因突变 ②棉铃虫等害虫的抗性增强．

Answer 1

分析 1、鉴定目的抗虫基因是导入了细胞核还是细胞质，可以用具有该相对性状的生物进行正反交：如果正交与反交的杂交试验结果相同，则说明抗虫基因导人棉细胞后整合到染色体DNA上；如果正交与反交的杂交试验结果相同，则说明抗虫基因导人棉细胞后整合到细胞质DNA中．
2、两个抗虫基因位于两条非同源染色体上，则在减数分裂过程中，产生的配子中含抗虫基因与不含抗虫基因的比例为3：1．

解答 解：（1）要确定抗虫基因导人棉细胞后是整合到染色体DNA上，还是整合到细胞质DNA中，可选用抗虫棉与普通棉作为亲本进行正交与反交的杂交试验．如果正交与反交的杂交试验结果相同，则说明抗虫基因导人棉细胞后整合到染色体DNA上；如果正交与反交的杂交试验结果相同，则说明抗虫基因导人棉细胞后整合到细胞质DNA中．
（2）两个抗虫基因位于两条非同源染色体上，则在减数分裂过程中，产生的配子中含抗虫基因与不含抗虫基因的比例为3：1，因此，自交后代中抗虫植株出现的概率为$\frac{15}{16}$．
若该抗虫植株A与普通棉杂交得到F₁，由于该植株产生的配子中含抗虫基因与不含抗虫基因的比例为3：1，而普通棉产生的配子都是不抗虫的，故F₁中抗虫植株与不抗虫植株的比例是：3：1．
（3）此种“转基因抗虫棉”在独立种植若干代以后，由于抗虫基因发生基因突变，或者棉铃虫等害虫的抗性增强，也将出现不抗虫的植株．
故答案为：
（1）抗虫棉与普通棉   正交和反交
（2）$\frac{15}{16}$   3：1
（3）①抗虫基因发生基因突变   ②棉铃虫等害虫的抗性增强

点评 本题考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的概念、原理及操作步骤，掌握各步骤中的相关细节，了解基因工程技术在生产实践中的相关应用，能结合所学的知识准确答题．