Question

下图为科学家培育抗棉铃虫棉花的研究路线图．请据图1回答：
（ 注：Kan 为卡那霉素抗性基因）
（1）A过程需要的酶有

 

．
（2）c过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入

 

．
（3）离体棉花叶片组织培养获得转基因抗虫植株所依据的理论基础是

 

．
（4）科学家发现某些转基因抗虫植株体细胞含两个抗虫基因，假设这两个基因在染色 体上随机整合，出现如图所示三种情况．假定抗虫基因都能正常表达，且各型配子活力相同．请设计实验，确定该转基因植株基因的组成是哪一种．
①实验步骤：
I．选用该转基因抗虫植株与

 

进行杂交．
II．观察并统计后代表现型和比例．
②结果预测：（如图2）
I．若不考虑交叉互换

 

，则为图甲所示的基因组成；

 

，则为图乙所示的基因组成；

 

，则为图丙所示的基因组成．
II．若同源染色体的

 

之间发生一次交叉互换，则

 

（填“甲“、“乙“、“丙“） 的实验结果可能会与I的预测结果不同．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术,基因的自由组合规律的实质及应用

专题：

分析：分析图1：A表示基因表达载体的构建过程；B表示将目的基因导入受体细胞；C表示脱分化过程．
分析图2：图2表示两个抗虫基因在染色体上随机整合的三种情况，其中甲产生含有抗虫基因的配子的概率为100%；乙产生含有抗虫基因的配子的概率是50%；丙产生具有抗虫基因的配子的概率是75%．

解答： 解：（1）A表示基因表达载体的构建过程，该过程首先需用限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，其次还需用DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子．
（2）由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此c过程的培养基除含有必要营养物质、琼脂和激素外，还必须加入卡那霉素．
（3）离体棉花叶片组织培养获得转基因抗虫植株需要采用植物组织培养技术，该技术所依据的理论基础是植物细胞的全能性．
（4）图2中，甲产生含有抗虫基因的配子的概率为100%；乙产生含有抗虫基因的配子的概率是50%；丙产生具有抗虫基因的配子的概率是75%．要确定该转基因植株基因的组成是哪一种，可设计以下实验：
①实验步骤：
I．选用该转基因抗虫植株与非转基因植株（转基因抗虫植株）进行杂交．
II．观察并统计后代表现型和比例．
②结果预测：I．不考虑交叉互换，若为图甲所示的基因组成，则其所产生的配子均含有抗虫基因，因此子代全为抗虫植株；若为图乙所示的基因组成，则其生含有抗虫基因的配子的概率是50%，因此子代抗虫植株：不抗虫植株=1：1；若为图丙所示的基因组成，则其产生具有抗虫基因的配子的概率是75%，所以子代抗虫植株：不抗虫植株=3：1．
II．若同源染色体的非姐妹染色单体之间发生一次交叉互换，则甲和乙的实验结果可能会与I的预测结果不同．
故答案为：
（1）限制酶和DNA连接酶
（2）卡那霉素
（3）植物细胞的全能性
（4）①非转基因植株（转基因抗虫植株）
②Ⅰ．子代全为抗虫植株    子代抗虫植株：不抗虫植株=1：1（子代抗虫植株：不抗虫植株=3：1）子代抗虫植株：不抗虫植株=3：1（子代抗虫植株：不抗虫植株=15：1）．
Ⅱ．非姐妹染色单体    甲和乙

点评：本题结合图解，考查基因工程、基因自由组合定律的实质及应用等知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及操作工具；识记植物组织培养的原理、过程及条件；掌握基因自由组合定律的实质，能结合图中信息设计简单的实验进行验证．