Question

（18分）為研究水稻D基因的功能，研究者將T-DNA插入到D基因中，致使該基因失活，失活后的基因記為d。現(xiàn)以野生植株和突變植株作為親本進行雜交實驗，統(tǒng)計母本植株的結(jié)實率，結(jié)果如下表所示。

雜交編號	親本組合	結(jié)實數(shù)/授粉的小花數(shù)	結(jié)實率
①	♀DD×♂dd	16/158	10％
②	♀dd×♂DD	77/154	50％
③	♀DD×♂DD	71/141	50％

（1）表中數(shù)據(jù)表明，D基因失活使________配子育性降低。為確定配子育性降低是由于D基因失活造成的，可將________作為目的基因，與載體連接后，導(dǎo)入到________（填“野生”或“突變”）植株的幼芽經(jīng)過________形成的愈傷組織中，最后觀察轉(zhuǎn)基因水稻配子育性是否得到恢復(fù)。

（2）用________觀察并比較野生植株和突變植株的配子形成，發(fā)現(xiàn)D基因失活不影響二者的________分裂。

（3）進一步研究表明，配子育性降低是因為D基因失活直接導(dǎo)致配子本身受精能力下降。若讓雜交①的F1給雜交②的F1授粉，預(yù)期結(jié)實率為________，所獲得的F2植株的基因型及比例為________。

（4）為驗證F2植株基因型及比例，研究者根據(jù)D基因、T-DNA的序列，設(shè)計了3種引物，如下圖所示：

隨機選取F2植株若干，提取各植株的總DNA，分別用引物“Ⅰ+Ⅲ”組合及“Ⅱ+Ⅲ”組合進行PCR，檢測是否擴增（完整的T-DNA過大，不能完成PCR）。若________，則相應(yīng)植株的基因型為Dd；同理可判斷其他基因型，進而統(tǒng)計各基因型比例。

（5）研究表明D基因表達產(chǎn)物（D蛋白）含有WD40（氨基酸序列），而通常含有WD40的蛋白都定位在細胞核內(nèi)。為探究D蛋白是否為核蛋白，研究者將D基因與黃色熒光蛋白基因融合；同時將已知的核蛋白基因與藍色熒光蛋白基因融合。再將兩種融合基因?qū)�入植物原生質(zhì)體表達系統(tǒng)，如果________，則表明D蛋白是核蛋白。

Answer 1

（除注明外，每空2分，共18分）

（1）雄 D基因 突變 脫分化（或“去分化”）

（2）顯微鏡（1分） 減數(shù)（1分）

（3）30％ DD:Dd:dd=5:6:1

（4）兩種引物組合均可完成擴增

（5）兩種熒光的定位（模式）相同（或“兩種熒光同時出現(xiàn)在細胞核中”）

【解析】

試題分析：（1）分析表中數(shù)據(jù)可知，雜交①②為實驗組，③為對照組，②③組的結(jié)實率無明顯差異，①組的結(jié)實率明顯低于③組，說明D基因失活使雄配子育性降低。若確定配子育性降低是由于D基因失活造成的，可將正�；�因?qū)�入突變植株中，觀察其后代育性是否恢復(fù)。為達到此目的，可運用基因工程技術(shù)，即將D基因作為目的基因，與載體連接后，導(dǎo)入到突變植株的幼芽經(jīng)過脫分化（或“去分化”）形成的愈傷組織中，最后觀察轉(zhuǎn)基因水稻配子育性是否得到恢復(fù)。

（2）配子是通過減數(shù)分裂的方式形成的，可用顯微鏡觀察，從而發(fā)現(xiàn)D基因失活不影響二者的減數(shù)分裂。

（3）分析表中的信息可知，父本基因型為Dd時，產(chǎn)生的基因型為D的雄配子對后代結(jié)實率無影響，基因型為d的雄配子使后代的結(jié)實率降低，因此，以基因型為Dd的雜交①的F1為父本，與基因型為Dd的雜交②的F1為母本雜交，F(xiàn)2的基因型所占的比例及其結(jié)實率見下表：

	雌配子
1/2D	1/2d
雄配子	1/2D	1/4DD(結(jié)實率50%)	1/4Dd(結(jié)實率50%)
1/2d	1/4Dd(結(jié)實率10%)	1/4dd(結(jié)實率10%)

由上表可推測結(jié)實率＝50%×1/4＋50%×1/4＋10%×1/4＋10%×1/4＝30％， 所獲得的F2植株的基因型及比例為DD:Dd:dd＝(50%×1/4) : ( 50%×1/4＋10%×1/4) : (10%×1/4) ＝5:6:1。

（4）引物Ⅰ的堿基序列能與題圖中的T-DNA的上邊那條鏈中的相應(yīng)堿基互補配對，引物Ⅱ的堿基序列能與題圖中的D基因的上邊那條鏈中右側(cè)的相應(yīng)堿基互補配對，引物Ⅲ的堿基序列能與題圖中的D基因的下邊那條鏈中左側(cè)相應(yīng)的堿基互補配對，因此，引物“Ⅰ+Ⅲ”組合能夠完成對d基因（插有T-DNA的D基因）的擴增，引物“Ⅱ+Ⅲ”組可完成對D基因的擴增，即兩種引物組合均可完成擴增，則相應(yīng)植株的基因型為Dd。

（5）已知D基因表達的D蛋白含有WD40，而含有WD40的蛋白都定位在細胞核內(nèi)。如果D蛋白是核蛋白，則將D基因與黃色熒光蛋白基因融合后的基因，以及將已知的核蛋白基因與藍色熒光蛋白基因融合后的基因?qū)�入植物原生質(zhì)體表達系統(tǒng)，該兩種融合基因的表達產(chǎn)物都會在細胞核中出現(xiàn)，即兩種熒光的定位（模式）相同（或“兩種熒光同時出現(xiàn)在細胞核中”）。

考點：本題考查基因的分離定律、基因工程的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生能理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，能從課外材料中獲取相關(guān)的生物學(xué)信息，并能運用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題的能力。

考點分析： 考點1：分離定律 考點2：基因突變 考點3：基因重組 試題屬性

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