Question

培育優質高產的農作物一直是科學家所追求的目標，傳統的育種方法雖已培育出了許多新品種，但是存在很大的缺陷．科學家利用基因工程技術將細菌的毒蛋白基因（Bt）導入棉花，成功培育出了抗蟲棉．請回答：
（1）與傳統育種方法相比，轉基因棉的培育是突出的優點是

 

．
細菌的毒蛋白基因（Bt）能夠在棉花植株體內成功表達，其理論基礎是

 

．
（2）從細菌中獲取毒蛋白基因（Bt）后，用DNA連接酶將毒蛋白基因和Ti質粒連接成重組質粒，先導入

 

中，然后用它去侵染離體的棉花葉片組織，再通過

 

培育出抗蟲棉．
（3）研究人員發現某些抗蟲棉的體細胞內導入兩個Bt基因，假設這兩個Bt基因隨機整合于染色體上，且都能成功表達．某同學認為，兩個Bt基因整合于染色體上的情況可有三種情形（如右圖所示，黑點表示Bt基因整合位點）．為確定兩個Bt基因在染色體上的整合位置，他設計了下列實驗方案，請你完善方案中的有關內容．
實驗方案：讓這些抗蟲棉與普通棉進行雜交，統計子代植株中抗蟲棉與普通棉之間的比例．
預期結果與結論：
①若后代中

 

，則兩個Bt基因整合于染色體上的位置如甲圖所示；
②若后代中

 

，則兩個Bt基因整合于染色體上的位置如乙圖所示；
③若后代中

 

，則兩個Bt基因整合于染色體上的位置如丙圖所示．
（4）假設這兩個Bt基因整合于染色體上的位置如丙圖所示，請寫出其實驗過程的遺傳圖解．
（注：圖解中用A⁺表示染色體上有Bt基因，A^-表示沒有Bt基因，A⁺與A^-不是顯隱性關系）

Answer 1

考點：基因工程的應用

專題：

分析：基因工程技術的原理是基因重組，與傳統的雜交育種相比，基因工程能按照人們的意愿，克服遠緣雜交不親和的障礙培育出作物新品種．將目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法，最后采用植物組織培養技術將受體細胞培養成轉基因植株．圖中甲相當與純合子，與普通棉進行雜交，后代中全為抗蟲棉；乙相當于雜合子，與普通棉進行雜交，后代中抗蟲棉與普通棉之比為1：1；丙相當于含有兩個顯性基因的四倍體雜合子（A⁺A^-A⁺A^-），與普通棉進行雜交，后代中抗蟲棉與普通棉之比為3：1．

解答： 解：（1）與傳統育種方法相比，基因工程育種能克服遠緣雜交不親和的障礙．因為不同生物遺傳信息的傳遞方式相同，且自然界中所有生物共用一套遺傳密碼子，所以細菌的毒蛋白基因（Bt）能夠在棉花植株體內成功表達．
（2）將目的基因導入植物細胞常采用農桿菌轉化法，即從細菌中獲取毒蛋白基因（Bt）后，用DNA連接酶將毒蛋白基因和Ti質粒連接成重組質粒，先導入土壤農桿菌中，然后用它去侵染離體的棉花葉片組織，最后再采用植物組織培養技術將含有目的基因的受體細胞培育成抗蟲棉．
（3）讓這些抗蟲棉與普通棉進行雜交，統計子代植株中抗蟲棉與普通棉之間的比例．
①若兩個Bt基因整合于染色體上的位置如甲圖所示，則后代中全為抗蟲棉；
②若兩個Bt基因整合于染色體上的位置如乙圖所示，則后代中抗蟲棉與普通棉之比為1：1；
③若兩個Bt基因整合于染色體上的位置如丙圖所示，后代中抗蟲棉與普通棉之比為3：1．
（4）假設這兩個Bt基因整合于染色體上的位置如丙圖所示，用A⁺表示染色體上有Bt基因，A^-表示沒有Bt基因（A⁺與A^-不是顯隱性關系），則抗蟲棉的基因型為A⁺A^-A⁺A^-，普通棉的基因型A^-A^-A^-A^-，抗蟲棉與普通棉雜交的遺傳圖解如圖：

故答案為：
（1）克服了遠緣親本難以雜交的不足   遺傳信息的傳遞方式相同
（2）土壤農桿菌     植物組織培養（或脫分化和再分化）
（3）①全為抗蟲棉    ②抗蟲棉與普通棉之比為1：1    ③抗蟲棉與普通棉之比為3：1
（4）遺傳圖解：

點評：本題考查基因工程、基因的分離定律和自由組合定律，意在考查考生的識記能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯系的能力；能用文字、圖表等多種表達形式準確地描述生物學方面的內容的能力．