Question

【題目】科研人員獲得了兩種單基因被“敲除”的擬南芥突變體——C2和C5，與野生型比較，根毛長(zhǎng)度或主根長(zhǎng)度發(fā)生了變化，如下圖所示。

(I)科研人員通過(guò)____法將T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入擬南芥細(xì)胞中，經(jīng)篩選獲得C2和C5突變體。從功能上來(lái)說(shuō)，篩選轉(zhuǎn)基因擬南芥時(shí)所使用的含有青霉素的培養(yǎng)基屬于____培養(yǎng)基。

(2)據(jù)圖可知，C2的表現(xiàn)型是____，推測(cè)C2的基因被“敲除”后，很可能影響了細(xì)胞的____生長(zhǎng)。

(3)將C2和C5突變體雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為野生型，說(shuō)明這兩種突變均為____突變。讓F1植株隨機(jī)授粉，將所得的種子播種在含有青霉素的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)有l(wèi)%的種子不能完成萌發(fā)，推測(cè)這兩對(duì)基因____。預(yù)測(cè)雙突變體植株的表現(xiàn)型為____，雙突變體植株在F2中所占比例為____。

(4)研究發(fā)現(xiàn)，C5植株根部的分生細(xì)胞在有絲分裂時(shí)缺乏一種周期性出現(xiàn)和消失的酶，這種酶與纖維素的合成有關(guān)。請(qǐng)解釋C5植株出現(xiàn)突變性狀的原因________________。

Answer 1

【答案】 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 選擇 根毛明顯變短、主根略變短 伸長(zhǎng) 隱性 位于一對(duì)同源染色體上 根毛長(zhǎng)度與C2無(wú)顯著差異，主根長(zhǎng)度比C5 短 1/99 基因被“敲除”后，其根部的分生細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中不能表達(dá)出相應(yīng)的酶，影響細(xì)胞板（或細(xì)胞壁）的形成，抑制了細(xì)胞分裂，從而使主根變短

【解析】試題分析：據(jù)圖分析，與對(duì)照組相比，C2的根毛明顯變短、主根略變短，C5的根毛長(zhǎng)度無(wú)明顯差異，主根長(zhǎng)度明顯變短。

（1）基因工程中，一般采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞中，即通過(guò)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)入擬南芥細(xì)胞中，經(jīng)篩選獲得C2和C5突變體。根據(jù)題意可知，篩選獲得的C2和C5突變體中含有青霉素抗性基因，因此從功能上來(lái)說(shuō)，篩選轉(zhuǎn)基因擬南芥時(shí)所使用的含有青霉素的培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。

（2）據(jù)圖可知，C2的表現(xiàn)型是根毛明顯變短、主根略變短，推測(cè)C2的基因被“敲除”后，很可能影響了細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，而導(dǎo)致根毛變短。

（3）將C2和C5突變體雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為野生型，說(shuō)明野生型為顯性性狀，兩種突變均為隱性突變。根據(jù)顯隱性關(guān)系，C2和C5突變體的基因型可以分別表示為aaBB、AAbb，F(xiàn)1植株的基因型可以表示為AaBb。讓F1植株隨機(jī)授粉，將所得的種子播種在含有青霉索的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)有l(wèi)%的種子不能完成萌發(fā)，不能萌發(fā)的種子的基因型應(yīng)該為AABB，即不含有青霉素抗性基因，由此可見(jiàn)，這兩對(duì)基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律，則這兩對(duì)基因位于一對(duì)同源染色體上。雙突變體植株（aabb）的根毛長(zhǎng)度與C2無(wú)明顯差異，主根長(zhǎng)度比C5短；由于兩對(duì)基因連鎖，并且AABB占1/100，則同時(shí)會(huì)產(chǎn)生1/100的aabb（雙突變體），由于在含有青霉素的培養(yǎng)基中AABB的種子不能萌發(fā)，則能萌發(fā)的種子占99/100，因此雙突變體植株在F2中所占比例為1/99。

（4）細(xì)胞壁的主要成分為纖維素，則該酶與細(xì)胞壁的形成有關(guān)，C5植株根部的分生細(xì)胞在有絲分裂時(shí)缺乏一種周期性出現(xiàn)和消失的酶，這肯能是基因被“敲除”后，其根部的分生細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中不能表達(dá)出相應(yīng)的酶，影響細(xì)胞板（或細(xì)胞壁）的形成，抑制細(xì)胞分裂，從而使主根變短。