Question

培育优质高产的农作物一直是科学家所追求的目标，传统的育种方法虽已培育出了许多新品种，但是存在很大的缺陷．科学家利用基因工程技术将细菌的毒蛋白基因（Bt）导入棉花，成功培育出了抗虫棉．请回答：
（1）与传统育种方法相比，转基因棉的培育是突出的优点是

 

．
细菌的毒蛋白基因（Bt）能够在棉花植株体内成功表达，其理论基础是

 

．
（2）从细菌中获取毒蛋白基因（Bt）后，用DNA连接酶将毒蛋白基因和Ti质粒连接成重组质粒，先导入

 

中，然后用它去侵染离体的棉花叶片组织，再通过

 

培育出抗虫棉．
（3）研究人员发现某些抗虫棉的体细胞内导入两个Bt基因，假设这两个Bt基因随机整合于染色体上，且都能成功表达．某同学认为，两个Bt基因整合于染色体上的情况可有三种情形（如右图所示，黑点表示Bt基因整合位点）．为确定两个Bt基因在染色体上的整合位置，他设计了下列实验方案，请你完善方案中的有关内容．
实验方案：让这些抗虫棉与普通棉进行杂交，统计子代植株中抗虫棉与普通棉之间的比例．
预期结果与结论：
①若后代中

 

，则两个Bt基因整合于染色体上的位置如甲图所示；
②若后代中

 

，则两个Bt基因整合于染色体上的位置如乙图所示；
③若后代中

 

，则两个Bt基因整合于染色体上的位置如丙图所示．
（4）假设这两个Bt基因整合于染色体上的位置如丙图所示，请写出其实验过程的遗传图解．
（注：图解中用A⁺表示染色体上有Bt基因，A^-表示没有Bt基因，A⁺与A^-不是显隐性关系）

Answer 1

考点：基因工程的应用

专题：

分析：基因工程技术的原理是基因重组，与传统的杂交育种相比，基因工程能按照人们的意愿，克服远缘杂交不亲和的障碍培育出作物新品种．将目的基因导入植物细胞常用农杆菌转化法，最后采用植物组织培养技术将受体细胞培养成转基因植株．图中甲相当与纯合子，与普通棉进行杂交，后代中全为抗虫棉；乙相当于杂合子，与普通棉进行杂交，后代中抗虫棉与普通棉之比为1：1；丙相当于含有两个显性基因的四倍体杂合子（A⁺A^-A⁺A^-），与普通棉进行杂交，后代中抗虫棉与普通棉之比为3：1．

解答： 解：（1）与传统育种方法相比，基因工程育种能克服远缘杂交不亲和的障碍．因为不同生物遗传信息的传递方式相同，且自然界中所有生物共用一套遗传密码子，所以细菌的毒蛋白基因（Bt）能够在棉花植株体内成功表达．
（2）将目的基因导入植物细胞常采用农杆菌转化法，即从细菌中获取毒蛋白基因（Bt）后，用DNA连接酶将毒蛋白基因和Ti质粒连接成重组质粒，先导入土壤农杆菌中，然后用它去侵染离体的棉花叶片组织，最后再采用植物组织培养技术将含有目的基因的受体细胞培育成抗虫棉．
（3）让这些抗虫棉与普通棉进行杂交，统计子代植株中抗虫棉与普通棉之间的比例．
①若两个Bt基因整合于染色体上的位置如甲图所示，则后代中全为抗虫棉；
②若两个Bt基因整合于染色体上的位置如乙图所示，则后代中抗虫棉与普通棉之比为1：1；
③若两个Bt基因整合于染色体上的位置如丙图所示，后代中抗虫棉与普通棉之比为3：1．
（4）假设这两个Bt基因整合于染色体上的位置如丙图所示，用A⁺表示染色体上有Bt基因，A^-表示没有Bt基因（A⁺与A^-不是显隐性关系），则抗虫棉的基因型为A⁺A^-A⁺A^-，普通棉的基因型A^-A^-A^-A^-，抗虫棉与普通棉杂交的遗传图解如图：

故答案为：
（1）克服了远缘亲本难以杂交的不足   遗传信息的传递方式相同
（2）土壤农杆菌     植物组织培养（或脱分化和再分化）
（3）①全为抗虫棉    ②抗虫棉与普通棉之比为1：1    ③抗虫棉与普通棉之比为3：1
（4）遗传图解：

点评：本题考查基因工程、基因的分离定律和自由组合定律，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能用文字、图表等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容的能力．