Question

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基因在调控油菜的株高上有相同的效果，并且株高与B基因和G基因的数量呈正相关，科学家利用B基因培育转基因油菜。请回答问题：

（1）操作时，一般先将B基因转入农杆菌，常用质粒作为       ，质粒是一种双链闭合环状的        分子。

（2）若用两种识别切割序列完全不同的限制酶M和N（如图1所示）分别切割质粒和目的基因，得到的粘性末端在         酶的作用下相互连接，形成的碱基对序列是______（依照图1的形式作答）,连接后的序列       （“可以”或“不可以”）用M酶或N酶进行切割。

（3）在含有B基因的DNA片段上，限制酶M和N的切割位点如图2所示，Ⅱ所示空白部分为B基因位置。若采用直接从供体细胞中分离方法提取B基因，可选用酶      来切。

（4）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           。

（5）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3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的B基因插入位置与前四种不同，自交子代也有3种表现型，请在图4中的染色体上标出B基因的插入位置。

Answer

（1）运载体 DNA

（2）DNA连接 不可以

（3）N

（4）中杆

（5）① 乙和丁 丙 ②

【解析】

试题分析：（1）质粒常用作基因工程操作中的运载体，质粒是一种双链闭合环状的DNA分子。

（2）分析图1可知：用限制酶M和N分别切割质粒和目的基因，得到的粘性末端相同，所以在DNA连接酶的作用下相互连接，形成的碱基对序列是 ；因连接后的序列没有限制酶M和N的识别位点，所以不可以用M酶或N酶进行切割。

（3）图2显示：限制酶M的识别位点位于B基因中，而限制酶N的识别位点位于B基因的两端，所以若采用直接从供体细胞中分离方法提取B基因，可选用酶N来切，这样才能保证B基因结构的完整性。

（4）依题意可知：矮杆油菜的基因型为gg。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，因B基因与G基因在调控油菜的株高上有相同的效果，所以这样的转基因油菜植株表现型为中杆。

（5）已知B基因与G基因在调控油菜的株高上有相同的效果，并且株高与B基因和G基因的数量呈正相关。①图3显示：甲、乙、丙、丁中各含有个B基因和1个G基因，但在丙中，由于B基因的插入导致G基因因结构被破坏而不能表达，甲、乙和丁中的G基因结构完整均能表达，所以与甲的株高相同的是乙和丁。

甲中的B基因与G基因位于非同源染色体上，其自交子代含有的显性数有3、2、1、0四种，即有4种表现型；乙和丁中的B基因与G基因位于一对同源染色体上，其自交子代均含有2个显性基因，即都有1种表现型；丙中因B基因的插入导致G基因不能表达，因此其自交子代含有的显性数有2、1、0，即有3种表现型。

②另有一种转基因油菜的B基因插入位置与前四种不同，自交子代也有3种表现型，据此可推知： B基因应该插入到与G基因所在的同一条染色体上，且插入的位置是在G基因之外，没有破坏G基因的结构。B基因插入的位置图见答案。

考点：本题考查基因工程、遗传的基本规律的相关知识，意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。