Question

5．油菜的株高由等位基因G和g决定，GG为高秆，Gg为中秆，gg为矮秆．B基因是另一种植物的高秆基因，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DNA连接酶，可用含草丁膦的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞，目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是目的基因整合到受体细胞的DNA上．
（2）若将一个B基因连接到了矮秆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，这样的转基因油菜表现为中秆，该转基因油菜自交产生的子一代中，高秆植株应占25%．
（3）若将一个B基因连接到了中秆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2）
①这四种油菜中，丙植株的表现型与其余三种植株不同．理由是B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，仍表现为中秆．
②在不考虑交叉互换的前提下，这四种转基因油菜分别自交，其中子代有3种表现型的是丙，甲自交产生的子代表现型种类为5种，另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，请在图3中的染色体上标出B基因的位置．．

Answer 1

分析 分析图1：图1是培育转基因油菜的操作流程，其中①表示基因表达载体的构建，再用农杆菌转化法将目的基因导入受体细胞，最后采用植物组织培养技术将转基因细胞培育成转基因植株．
分析图2：图2表示将一个B基因连接到了中秆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．

解答 解：（1）①表示基因表达载体的构建过程，该过程需要用DNA连接酶将目的基因和切开的运载体连接形成重组质粒．由图可知，标记基因是草丁膦抗性基因，因此可用含草丁膦的培养基来筛选含有目的基因的油菜受体细胞．目的基因能在植物体内稳定遗传的关键是目的基因整合到受体细胞的DNA上．
（2）若将一个B基因连接到了矮秆油菜（gg）的染色体上并在植株中得到成功表达，由于B基因是另一种植物的高秆基因，B基因与G基因在油菜的株高上有相同的效果，因此这样的转基因油菜表现为中秆；由于B基因与g基因位于非同源染色体上，它们的遗传遵循基因自由组合定律，该转基因油菜（Bbgg）自交产生的子一代中，高秆植株（BBgg）应占$\frac{1}{4}$，即25%．
（3）①这四种油菜的细胞中都含有一个G基因和一个B基因，但丙植株的B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，即丙植株体细胞内的高秆基因只有一个，表现为中秆，而其余三个均表现为高秆．
②在不考虑交叉互换的前提下，甲的B、b基因和G、g基因不在同一对同源染色体上，它们的遗传遵循基因自由组合定律，其自交后代有9种基因型，5种表现型（含有4个现显性基因、含有3个显性基因、含有2个显性基因、含有1个显性基因，不含显性基因）；乙的B、b基因和G、g基因位于同一对同源染色体上，它们的遗传不遵循基因自由组合定律，其自交只能产生3种基因型（均含有2个显性基因），1种表现型；丙中相当于只有一个显性基因，其自交后代有3种基因型，3种表现型（含有2个显性基因、含有一个显性基因和不含显性基因）；丁的B、b基因和G、g基因位于同一对同源染色体上，它们的遗传不遵循基因自由组合定律，其自交只能产生3种基因型（均含有2个显性基因），1种表现型．因此，自交后代含有3种表现型的是丙．另外还有一种转基因油菜的自交子代也有3种表现型，如图所示
．
故答案为：
（1）DNA连接酶     草丁膦    目的基因整合到受体细胞的DNA上
（2）中秆   25%
（3）①B基因插入G基因中，导致G基因被破坏，植株体细胞内的高秆基因只有一个，仍表现为中秆．   
②丙   5种    （B基因的位置见图）

点评 本题结合图解，考查基因自由组合定律的实质及应用、基因工程等知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各操作步骤中的相关细节；掌握基因自由组合定律的实质，能正确分析甲、乙、丙、丁自交后代的情况，属于考纲理解和应用层次的考查．