Question

3．油菜的株高由等位基因G和g決定，GG為高桿，Gg為中桿，gg為矮桿．B基因是另一種植物的高桿基因，B基因與G基因在調控油菜的株高上有相同的效果，并且株高與B基因和G基因的數量呈正相關，科學家利用B基因培育轉基因油菜．請回答問題：
（1）操作時，一般先將B基因轉入農桿菌，常用質粒作為運載體，質粒是一種雙鏈閉合環狀的DNA分子．
（2）若用兩種識別切割序列完全不同的限制酶M和N（如圖1所示）分別切割質粒和目的基因，得到的粘性末端在DNA連接酶的作用下相互連接，形成的堿基對序列是（依照圖1的形式作答），連接后的序列不可以（“可以”或“不可以”）用M酶或N酶進行切割．
（3）在含有B基因的DNA片段上，限制酶M和N的切割位點如圖2所示，Ⅱ所示空白部分為B基因位置．若采用直接從供體細胞中分離方法提取B基因，可選用酶N來切割． 
（4）若將一個B基因轉移到矮桿油菜的染色體上并在植株中得到成功表達，且B基因與g基因位于非同源染色體上，這樣的轉基因油菜植株表現型為中桿．
（5）若將一個B基因轉移到中桿油菜的染色體上并在植株中得到成功表達，培育了甲～丁四種轉基因油菜（如圖3所示）．

①與甲的株高相同的是乙和丁．四種轉基因油菜分別自交，在不考慮交叉互換的前提下，子代有3種表現型的是丙．
②另有一種轉基因油菜的B基因插入位置與前四種不同，自交子代也有3種表現型，請在圖4中的染色體上標出B基因的插入位置．

Answer 1

分析 分析圖解：圖2中分析可知，雖然M酶與N酶的識別序列不同，但是它們切割形成的末端序列相同，因此這兩種酶切割形成的黏性末端能夠重組，可以把它們稱為是同尾酶．
真核生物的基因包括編碼區和非編碼區兩部分，其中編碼區又分為外顯子和內含子，只有外顯子能夠編碼蛋白質，內含子和非編碼區均不能編碼蛋白質．因此圖2中，空白處表示外顯子，空白處之間的陰影表示內含子，而兩側陰影部位為非編碼區．

解答 解：（1）操作時，一般先將B基因轉入農桿菌，常用質粒作為運載體，質粒是一種雙鏈閉合環狀的DNA分子．
（2）圖2中分析可知，雖然M酶與N酶的識別序列不同，但是它們切割形成的末端序列相同，因此這兩種酶切割形成的黏性末端能夠在DNA連接酶的作用下重組，形成的堿基對序列是 ，由于連接后的序列不再是兩種酶的識別序列，因此不可以用M酶或N酶進行切割．
（3）從供體細胞中獲得目的基因最常用的方法是一定的限制酶切割．如果選用酶M切割，將會將能指導蛋白質合成的片段破壞掉，故應選用酶N來切割．
（4）若將一個B基因導入矮稈油菜，其基因型為Bbgg，故根據題意其表現型為中稈．
（5）①根據圖解，甲植株同時含有G、B兩個基因且兩個基因都能表達，甲表現為高稈，故與甲的株高相同的有乙和丁；而丙雖說也導入了B基因，但由于B基因的導入位置在G基因的中間，其導入破壞了G基因，故丙植株只能表現出一個B基因即為中稈．四種轉基因油菜分別自交（無目的基因表示為b），甲基因型為GgBb，其自交后代為1GGBB：（2GGBb+2GgBB）：（4GgBb+1GGbb+1ggBB）：（2Ggbb+2ggBb）：1ggbb=1：4：6：4：1，故甲自交后代有五種表現型；乙基因型為GgBb，但由于兩對基因位于一對同源染色體上，故其自交后代為（GGbb+ggBB）：2GgBb，其自交后代只有一種表現型；丙的基因型為ggBb，其自交后代為ggBB：2ggBb：ggbb，后代共有3種表現型；丁的基因型為GgBb，其自交后代和甲一樣．
②另一種轉基因油菜自交后代也有三種表現型，由B基因和G基因位于同一條染色體上，二者遵循分離定律，圖解見答案．
故答案為：
（1）運載體    DNA
（2）DNA連接           不可以
（3）N
（4）中桿
（5）①乙和丁          丙                ②

點評 本題考查了基因工程和遺傳定律應用的相關知識，意在考查考生的識圖能力、分析能力和能夠利用遺傳定律解決問題的能力，具有一定的難度．考生要能夠識記基因工程的相關操作步驟，明確M酶和N酶的作用特點；能夠通過表格和圖解的分析獲得解題信息；并能夠熟練運用基因自由組合定律進行解題．