Question

分析有关资料，回答有关遗传、基因工程问题．
油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高杆，Gg为中杆，gg为矮杆．B基因是另一种植物的高杆基因，B 基因与 G 基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高与这两个基因的数量正相关．如图1所示是培育转基因油菜的操作流程．请回答下列问题：
（1）步骤①中用到的工具酶是

 

，培育转基因油菜主要运用了转基因技术和

 

技术．
（2）图1中质粒是双链闭合环状的DNA分子，若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N切割，通过凝胶电泳分离分析得如表．限制酶M和N的识别序列和切割位点如图2所示．

凝胶电泳结果（1kb=1000对碱基） （+表示该片段的存在以及含量）
分子量（kb）	酶M	酶N	酶M+酶N
1.0	+		+
2.0			+
3.0			+
4.0			+
5.0	+
6.0			+
7.0		+
9.0		+
10.0	+

①该质粒的长度为

 

kb．在该质粒中，M酶与N酶的切割位点分别有

 

、

 

个．
②M酶与N酶切出的能相互粘连的末端在酶的作用下相互连接，请将连接的结果表示出来：

 

．连接后的序列是否可以用M酶、N酶进行切割：

 

．
如图3所示为B基因的结构示意图以及限制酶M和N的切割位点．
③现用图3中基因作为目的基因，若采用直接从供体细胞中分离，可选用酶

 

来切割．
④已知Ⅱ区的碱基数是2000个，其中阴影区域碱基数是800个，空白区域中G和C的总数共有400个，则由该区转录的mRNA中A和U总数是

 

．
（3）若将一个B基因转移到矮杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，且B基因与g基因位于非同源染色体上，这样的转基因油菜植株表现型为

 

．
（4）若将一个B基因转移到中杆油菜的染色体上并在植株中得到成功表达，培育了甲～丁四种转基因油菜（如图4所示）．
①与甲的株高相同的是

 

．四种转基因油菜分别自交，在不考虑交叉互换的前提下，子代有3种表现型的是

 

．
②另有一种转基因油菜自交子代也有3种表现型，请在如图5中的染色体上标出B基因的位置．

Answer 1

考点：基因工程的原理及技术

专题：

分析：分析图解：图1中，步骤①表示基因表达载体的构建，再通过目的基因导入受体细胞，受体细胞经过植物的组织培养技术培养成转基因植株．
图2中分析可知，虽然M酶与N酶的识别序列不同，但是它们切割形成的末端序列相同，因此这两种酶切割形成的黏性末端能够重组，可以把它们称为是同尾酶．
真核生物的基因包括编码区和非编码区两部分，其中编码区又分为外显子和内含子，只有外显子能够编码蛋白质，内含子和非编码区均不能编码蛋白质．因此图3中，空白处表示外显子，空白处之间的阴影表示内含子，而两侧阴影部位为非编码区．

解答： 解：（1）步骤①表示已经用限制酶切割后的目的基因和质粒，因此再用DNA连接酶连接形成重组DNA．培育转基因油菜首先利用转基因技术将目的基因导致受体细胞，然后利用植物组织培养技术将受体细胞培育成植株．
（2）①表格中+表示该片段的存在以及含量，用酶M切割产生了一个1.0kb的、一个5.0kb的、一个10.0kb的片段，因此则该DNA的长度为16Kb．由于质粒为环状DNA，用酶M得到3个片段，则有3个切点，用酶N得到2个片段，则有2个切点．
②M酶和N酶切割能得到相同的黏性末端，可以用DNA连接酶催化连接，连接结果见答案；当连接后，没有了两种酶的识别序列，因此两种酶不能再切割．
③从供体细胞中获得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割．如果选用酶M切割，将会将能指导蛋白质合成的片段破坏掉，故应选用酶N来切割．
④由于Ⅱ区阴影部分不能指导蛋白质的合成，故Ⅱ区能指导蛋白质合成的碱基数=总数（2000个）-阴影部分（800个）=1200个；该部分碱基中C和G占400个，A和T点800个，则每条链中A+T有400个，根据碱基互补配对原则，由其转录得到的RNA中有A和U为400个．
（3）若将一个B基因导入矮秆油菜，其基因型为Bbgg，故根据题意其表现型为中秆．
（4）①根据图解，甲植株同时含有G、B两个基因且两个基因都能表达，甲表现为高秆，故与甲的株高相同的有乙和丁；而丙虽说也导入了B基因，但由于B基因的导入位置在G基因的中间，其导入破坏了G基因，故丙植株只能表现出一个B基因即为中秆．四种转基因油菜分别自交（无目的基因表示为b），甲基因型为GgBb，其自交后代为1GGBB：（2GGBb+2GgBB）：（4GgBb+1GGbb+1ggBB）：（2Ggbb+2ggBb）：1ggbb=1：4：6：4：1，故甲自交后代有五种表现型；乙基因型为GgBb，但由于两对基因位于一对同源染色体上，故其自交后代为（GGbb+ggBB）：2GgBb，其自交后代只有一种表现型；丙的基因型为ggBb，其自交后代为ggBB：2ggBb：ggbb，后代共有3种表现型；丁的基因型为GgBb，其自交后代和甲一样．
②另一种转基因油菜自交后代也有三种表现型，由B基因和G基因位于同一条染色体上，二者遵循分离定律，图解见答案．
故答案为：
（1）DNA连接酶  植物组织培养  
（2）①16kb；       3、2；
②    否
③N
④400
（3）中杆
（4）①乙和丁    丙    ②

点评：本题考查了基因工程和遗传定律应用的相关知识，意在考查考生的识图能力、分析能力和能够利用遗传定律解决问题的能力，具有一定的难度．考生要能够识记基因工程的相关操作步骤，明确M酶和N酶的作用特点；能够通过表格和图解的分析获得解题信息；并能够熟练运用基因自由组合定律进行解题．