Question

【題目】變異鏈球菌在牙面的粘附、集聚是齲齒發(fā)生的先決條件，轉(zhuǎn)基因可食防齲疫苗是通過基因工程技術(shù)，將變異鏈球菌中與齲齒發(fā)生密切相關(guān)的抗原基因(PAcA基因)轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞，利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)的可食用基因工程疫苗。

（1）轉(zhuǎn)基因植物的制備：

單一使用PAcA基因，機(jī)體免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的氨基酸序列(CTB)，將CTB基因與PAcA基因連接成嵌合(PAcA—CTB)基因，作為目的基因與Ti質(zhì)粒的________拼接，并用______法導(dǎo)入離體的豌豆葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因豌豆植株。

（2）對上述含PAcA—CTB基因的豌豆植株進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)其中一些植株體細(xì)胞中含兩個(gè)PAcA—CTB基因(用字母A表示，基因無累加效應(yīng))。請?jiān)O(shè)計(jì)最簡便的實(shí)驗(yàn)方案探究這兩個(gè)基因在豌豆染色體的位置。

實(shí)驗(yàn)思路：______________________________，觀察記錄子一代表現(xiàn)型及其比例。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：

①若F1中疫苗植株出現(xiàn)的概率是_____________，則基因的位置如圖甲所示；

圖甲：

②若F1中疫苗植株出現(xiàn)的概率是_______，則基因的位置如圖乙(請參照圖甲繪制圖乙并標(biāo)出基因A的位置)；

圖乙：______

③若F1中疫苗植株出現(xiàn)的概率是________，則基因的位置如圖丙(請參照圖甲繪制圖丙并標(biāo)出基因A的位置)。

圖丙：_____

（3）上述三種情況中適于進(jìn)行推廣種植的是兩個(gè)基因位于_______的植株。多年后，若出現(xiàn)了非疫苗植株，請寫出可能的變異類型及產(chǎn)生的原因①___________；②_____________；③_________________。

Answer 1

【答案】T—DNA 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 選擇轉(zhuǎn)基因豌豆植株自交 3／4 15／16 1 一對同源染色體上 基因突變，A基因突變?yōu)?/span>a 基因重組，四分體時(shí)期非姐妹染色單體交叉互換，使兩個(gè)A基因位于同一條染色體上 染色體缺失，使A基因缺失

【解析】

1．基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2．基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

（1）轉(zhuǎn)基因植物的制備：單一使用PAcA基因，機(jī)體免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有增強(qiáng)機(jī)體免疫應(yīng)答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PAcA基因連接成嵌合（PAcA-CTB）基因，作為目的基因與Ti質(zhì)粒的T-DNA拼接，并用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入離體的豌豆葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株。

（2）為確定上述基因在豌豆染色體的位置，選擇轉(zhuǎn)基因豌豆植株自交，觀察記錄子一代表現(xiàn)型及其比例。

①PAcA-CTB基因位于如圖甲所示，一對同源染色體上，且基因與染色體的位置關(guān)系如圖甲所示，則其產(chǎn)生a配子的概率為1/2，因此F1中疫苗植株的比例為=1-1/2×1/2=3/4。

②PAcA-CTB基因位于非同源染色體上，且基因與染色體的位置關(guān)系如圖以所示，則其產(chǎn)生aa配子的概率為1/4，因此F1中疫苗植株概率為1-1/4×1/4=15/16，圖乙為。

③F1全為疫苗植株，概率為1，則所有配子都含有A基因，因此兩個(gè)A基因位于（一對）同源染色體上，圖丙為。

（3）上述三種基因與染色體的位置關(guān)系適于進(jìn)行推廣種植的是兩個(gè)基因位于 （一對）同源染色體上的植株。多年后，出現(xiàn)了非疫苗植株，其可能的變異類型及產(chǎn)生的原因是基因突變，A基因突變?yōu)?/span>a；基因重組，四分體時(shí)期姐妹染色單體交叉互換使兩個(gè)A基因位于同一條染色體上；染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位。