【题目】玉米(2n=20)是我国栽培面积最大的作物。为使其获得抗除草剂性状,获得抗除草剂转基因玉米自交系A,技术路线如下图。
(1)为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是__________(单选)。
①Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点
②G基因编码蛋白质的序列中,每种限制酶只有一个切割位点
③酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同
④酶切后,Ti质粒形成的两个黏性末端序列相同
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(2)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有____________________(答出两点即可)。而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有____________________(答出两点即可)。
(3)下表是4种玉米自交幼胚组织培养不同阶段的结果。据表可知,细胞脱分化时使用的激素是____________________,自交系__________的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。
(4)常用Ca2+处理土壤农杆菌,其目的是____________________。农杆菌的T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞的__________上。筛选转化的愈伤组织,需使用含__________的选择培养基。
(5)转化过程中,愈伤组织表面常残留农杆菌,导致未转化愈伤组织隔壁可能在选择培养基上生长。含有内含子的报告基因只能在真核生物中正确表达,其产物能催化无色物质K呈现蓝色。用K分别处理以下愈伤组织,出现蓝色的是____________________(多选)。
A.无农杆菌附着的未转化愈伤组织
B.无农杆菌附着的转化愈伤组织
C.农杆菌附着的未转化愈伤组织
D.农杆菌附着的转化愈伤组织
(6)组织培养获得的转基因植株(核DNA中仅插入一个G基因)进行自交,在子代含G基因的植株中,纯合子占__________。继续筛选,最终选育出抗除草剂纯合自交系A。
(7)下表是鉴定含G基因植株的4种方法。请预测同一后代群体中,4种方法检出的含G基因植株的比例,从小到大依次是____________________。
方法 | 检测对象 | 检测目标 | 检出的含G基因植株的比例 |
PCR扩增 | 基因组DNA | G基因 | x1 |
分子杂交 | 总mRNA | G基因转录产物 | x2 |
抗原-抗体杂交 | 总蛋白质 | G基因编码的蛋白质 | x3 |
喷洒除草剂 | 幼苗 | 抗除草剂幼苗 | x4 |
【答案】 A 复制原点和酶切位点 启动子和终止子 2,4-D 乙 提高受体细胞的转化率(或使之成为能吸收周围环境中DNA分子的感受态细胞) 染色体DNA 除草剂 BD 1/3 X4,X3,X2,X1
【解析】分析题干和图形可知该题考查基因工程和植物细胞工程相关知识,意在考察考生对知识点的识记理解掌握程度。
(1)为防止酶切产物自身环化,构建表达载体需用2种限制酶,选择的原则是在Ti质粒内,每种限制酶只有一个切割位点,①正确。限制酶是识别并切割DNA的,而不是蛋白质序列②错误。酶切后,G基因形成的两个黏性末端序列不相同,可以防止自身环化,③正确,④错误,A正确,B、C、D错误。
(2)质粒载体作为基因工程的工具,应具备的基本条件有复制原点和一个或多个酶切位点。而作为基因表达载体,除满足上述基本条件外,还需具有启动子、终止子、目的基因和标记基因。
(3)脱分化形成的是愈伤组织,由表格中的数据可知促进愈伤组织形成时使用的是2,4-D植物激素。分析数据可知自交系乙在各个指标的分化率都很高,所以应采用自交系乙的幼胚最适合培养成愈伤组织作为转化受体。
(4)常用Ca2+处理土壤农杆菌,其目的是使细胞处于容易吸收外源DNA的感受态状态。农杆菌的T-DNA携带插入其内的片段转移到受体细胞的染色体DNA上。筛选转化的愈伤组织,因为导入的是除草剂抗性基因,所以需使用含除草剂的选择培养基。
(5)含有内含子的报告基因位于农杆菌Ti质粒的T-DNA中,无农杆菌附着的未转化愈伤组织不含内含子的报告基因,不会出现蓝色;不论是否有无农杆菌附着,转化愈伤组织中都含有Ti质粒,含内含子的报告基因,会出现蓝色;农杆菌附着的未转化愈伤组织,含内含子的报告基因位于农杆菌中,农杆菌属于原核生物,其中的报告基因不能正确表达,不会出现蓝色。故选BD。
(6)由于转基因植株的核DNA中仅插入一个G基因,设其基因型为GO,则其自交后代含G基因的植株基因型为GG或GO,比例为1∶2,纯合子占1/3。
(7)G基因导入受体细胞后,不一定转录形成mRNA,转录形成的mRNA不一定翻译形成相应的蛋白质,翻译形成的相应的蛋白质,不一定表现出抗除草剂性状,所以检测出的含G基因植株的比例,由小到大依次是X4,X3,X2,X1。