Question

为增加玉米种子的淀粉含量，研究人员尝试将酶D基因与位于叶绿体膜上的转运肽基因相连并导入玉米细胞，培育出了淀粉含量高的转基因玉米新品种。

（1）如左图表示酶D基因和转运肽基因，其上箭头所指的A、B、C、D端为限制性核酸内切酶的切割位点。用___________酶处理两个基因后，可得到___________端（填图中字母）相连的融合基因。

（2）如右图为Ti质粒限制性核酸内切酶酶切图谱（图中限制性核酸内切酶的识别序列切割形成的粘性末端均不相同）。酶D基因与转运肽基因相连的融合基因不含图中限制性核酸内切酶识别序列。为使PCR扩增的融合基因插入该质粒，扩增的融合基因两端可分别引入___________和___________（从上图中选）不同限制性核酸内切酶的识别序列。将融合基因插入Ti质粒中，构建重组质粒并导入___________中，在含抗生素的___________（固体/液体）培养基上培养得到含重组质粒的___________，再利用液体培养基振荡培养，可以得到用于转化的侵染液。剪取玉米的叶片放入侵染液中一段时间后筛选获得转基因玉米细胞，再通过___________技术，可培育成转基因玉米植株，这种技术可保留玉米种子淀粉含量高的优良性状，其原因是_________________________________。

（3）若将得到的二倍体转基因玉米植株自交，F₁中淀粉含量高的和淀粉含量低的植株数量比为15:1，则可推测目的基因整合到了_____________________。

A.—对同源染色体的一条上    B.—对同源染色体的两条上

C.两条非同源染色体上        D.—对同源染色体的非姐妹染色体上

（4）农民往往在小麦生长后期，在小麦畦中间播种玉米，玉米苗期占地面积小，等小麦收割后独立生长，这是一种典型的___________技术；在一定年限内，在同一块土地上轮流种植玉米、大豆，属于________，它的优点在于可以___________。这些技术都在全国各地得到不同程度的应用，特别是在我国现阶段，农业人口众多，只有发展___________，农民问题、农业问题和农村问题才能得以比较彻底的解决。

Answer

ClaⅠ酶和DNA连接酶A 与 DNdeⅠBamHⅠ土壤农杆菌固体单菌落植物组织培养该技术属于无性繁殖，后代不发生性状分离C套种轮种恢复或提高土壤肥力生态农业

【解析】

据题文描述和图示分析可知，本题以“培育出了淀粉含量高的转基因玉米新品种”为背景材料，考查学生对基因工程的基本操作程序、基因的自由组合定律、光合作用的原理应用等相关知识的理解能力和掌握情况。

(1) 酶D基因的A端和转基因肽基因的D端均含有 ClaⅠ酶的切割位点。酶D基因和转基因肽基因用限制酶切割后产生的黏性末端相同时，才能借助DNA连接酶的作用而连接成融合基因。可见，用ClaⅠ限制酶和DNA连接酶处理两个基因后，可得到A端与D端相连的融合基因。

(2) 酶D基因与转运肽基因相连的融合基因只有插入到Ti质粒上的启动子与终止子之间才能表达，据此分析右图所示的Ti质粒限制酶酶切图谱可知，在构建含有“融合基因”的Ti重组质粒时，若用XbaI切割，则会切掉终止子，而用NdeⅠ和BamHⅠ进行酶切，则能保留启动子与终止子，因此为使PCR扩增的融合基因插入该质粒，扩增的融合基因两端可分别引入NdeⅠ和BamHⅠ的识别序列。Ti质粒存在于农杆菌中，含有的抗生素抗性基因可作为遗传标记基因。所以将融合基因插入Ti质粒的T-DNA中所构建的重组质粒需导入土壤农杆菌中，再将获得的农杆菌接种在含抗生素的固体培养基上培养得到含重组质粒的单菌落。获得的转基因玉米细胞需要通过植物组织培养技术才能培育成转基因玉米植株。由于植物组织培养技术属于无性繁殖，后代不发生性状分离，所以这种技术可保留玉米种子淀粉含量高的优良性状。

(3) 若将得到的二倍体转基因玉米植株自交，F1中淀粉含量高的和淀粉含量低的植株数量比为15:1，说明该二倍体转基因玉米植株导入了两个目的基因，且通过减数分裂产生了四种比值相等的配子，其中有一种配子含有两个目的基因，有两种配子各含有一个目的基因，进而推测目的基因整合到了两条非同源染色体上，C正确，A、B、D均错误。

(4) 由题意“在小麦生长后期的麦畦中间播种玉米……”可知，这是一种典型的套种技术。在一定年限内，在同一块土地上轮流种植玉米、大豆，属于轮种技术，这是广大农民在古老而朴素的农业实践中产生的科学方法，这种措施的优点在于可以恢复或提高土壤肥力。在我国现阶段，农业人口众多，只有发展生态农业，农民问题、农业问题和农村问题才能得以比较彻底的解决。