Question

【题目】科研人员获得了两种单基因被“敲除”的拟南芥突变体——C2和C5，与野生型比较，根毛长度或主根长度发生了变化，如下图所示。

(I)科研人员通过____法将T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti质粒转入拟南芥细胞中，经筛选获得C2和C5突变体。从功能上来说，筛选转基因拟南芥时所使用的含有青霉素的培养基属于____培养基。

(2)据图可知，C2的表现型是____，推测C2的基因被“敲除”后，很可能影响了细胞的____生长。

(3)将C2和C5突变体杂交，F1全部表现为野生型，说明这两种突变均为____突变。让F1植株随机授粉，将所得的种子播种在含有青霉素的培养基中，发现有l%的种子不能完成萌发，推测这两对基因____。预测双突变体植株的表现型为____，双突变体植株在F2中所占比例为____。

(4)研究发现，C5植株根部的分生细胞在有丝分裂时缺乏一种周期性出现和消失的酶，这种酶与纤维素的合成有关。请解释C5植株出现突变性状的原因________________。

Answer 1

【答案】 农杆菌转化 选择 根毛明显变短、主根略变短 伸长 隐性 位于一对同源染色体上 根毛长度与C2无显著差异，主根长度比C5 短 1/99 基因被“敲除”后，其根部的分生细胞在有丝分裂过程中不能表达出相应的酶，影响细胞板（或细胞壁）的形成，抑制了细胞分裂，从而使主根变短

【解析】试题分析：据图分析，与对照组相比，C2的根毛明显变短、主根略变短，C5的根毛长度无明显差异，主根长度明显变短。

（1）基因工程中，一般采用农杆菌转化法将目的基因导入植物细胞中，即通过农杆菌转化法将T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti质粒转入拟南芥细胞中，经筛选获得C2和C5突变体。根据题意可知，筛选获得的C2和C5突变体中含有青霉素抗性基因，因此从功能上来说，筛选转基因拟南芥时所使用的含有青霉素的培养基属于选择培养基。

（2）据图可知，C2的表现型是根毛明显变短、主根略变短，推测C2的基因被“敲除”后，很可能影响了细胞的伸长生长，而导致根毛变短。

（3）将C2和C5突变体杂交，F1全部表现为野生型，说明野生型为显性性状，两种突变均为隐性突变。根据显隐性关系，C2和C5突变体的基因型可以分别表示为aaBB、AAbb，F1植株的基因型可以表示为AaBb。让F1植株随机授粉，将所得的种子播种在含有青霉索的培养基中，发现有l%的种子不能完成萌发，不能萌发的种子的基因型应该为AABB，即不含有青霉素抗性基因，由此可见，这两对基因的遗传不遵循基因的自由组合定律，则这两对基因位于一对同源染色体上。双突变体植株（aabb）的根毛长度与C2无明显差异，主根长度比C5短；由于两对基因连锁，并且AABB占1/100，则同时会产生1/100的aabb（双突变体），由于在含有青霉素的培养基中AABB的种子不能萌发，则能萌发的种子占99/100，因此双突变体植株在F2中所占比例为1/99。

（4）细胞壁的主要成分为纤维素，则该酶与细胞壁的形成有关，C5植株根部的分生细胞在有丝分裂时缺乏一种周期性出现和消失的酶，这肯能是基因被“敲除”后，其根部的分生细胞在有丝分裂过程中不能表达出相应的酶，影响细胞板（或细胞壁）的形成，抑制细胞分裂，从而使主根变短。