Question

5．油菜的株高由等位基因G和g決定，GG為高稈，Gg為中稈，gg為矮稈．B基因是另一種植物的高稈基因，B基因與G基因在油菜的株高上有相同的效果，并且株高與這兩個基因的數量正相關．如圖1是培育轉基因油菜的操作流程．請回答下列問題：

（1）步驟①中用到的工具酶是DNA連接酶，可用含草丁膦的培養基來篩選含有目的基因的油菜受體細胞，目的基因能在植物體內穩定遺傳的關鍵是目的基因整合到受體細胞的DNA上．
（2）若將一個B基因連接到了矮稈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，這樣的轉基因油菜表現為中稈，該轉基因油菜自交產生的子一代中，高稈植株應占25%．
（3）若將一個B基因連接到了中稈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2）
①這四種油菜中，丙植株的表現型與其余三種植株不同．理由是B基因插入G基因中，導致G基因被破壞，植株體細胞內的高稈基因只有一個，仍表現為中稈．
②在不考慮交叉互換的前提下，這四種轉基因油菜分別自交，其中子代有3種表現型的是丙，甲自交產生的子代表現型種類為5種，另外還有一種轉基因油菜的自交子代也有3種表現型，請在圖3中的染色體上標出B基因的位置．．

Answer 1

分析 分析圖1：圖1是培育轉基因油菜的操作流程，其中①表示基因表達載體的構建，再用農桿菌轉化法將目的基因導入受體細胞，最后采用植物組織培養技術將轉基因細胞培育成轉基因植株．
分析圖2：圖2表示將一個B基因連接到了中稈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．

解答 解：（1）①表示基因表達載體的構建過程，該過程需要用DNA連接酶將目的基因和切開的運載體連接形成重組質粒．由圖可知，標記基因是草丁膦抗性基因，因此可用含草丁膦的培養基來篩選含有目的基因的油菜受體細胞．目的基因能在植物體內穩定遺傳的關鍵是目的基因整合到受體細胞的DNA上．
（2）若將一個B基因連接到了矮稈油菜（gg）的染色體上并在植株中得到成功表達，由于B基因是另一種植物的高稈基因，B基因與G基因在油菜的株高上有相同的效果，因此這樣的轉基因油菜表現為中稈；由于B基因與g基因位于非同源染色體上，它們的遺傳遵循基因自由組合定律，該轉基因油菜（Bbgg）自交產生的子一代中，高稈植株（BBgg）應占$\frac{1}{4}$，即25%．
（3）①這四種油菜的細胞中都含有一個G基因和一個B基因，但丙植株的B基因插入G基因中，導致G基因被破壞，即丙植株體細胞內的高稈基因只有一個，表現為中稈，而其余三個均表現為高稈．
②在不考慮交叉互換的前提下，甲的B、b基因和G、g基因不在同一對同源染色體上，它們的遺傳遵循基因自由組合定律，其自交后代有9種基因型，5種表現型（含有4個現顯性基因、含有3個顯性基因、含有2個顯性基因、含有1個顯性基因，不含顯性基因）；乙的B、b基因和G、g基因位于同一對同源染色體上，它們的遺傳不遵循基因自由組合定律，其自交只能產生3種基因型（均含有2個顯性基因），1種表現型；丙中相當于只有一個顯性基因，其自交后代有3種基因型，3種表現型（含有2個顯性基因、含有一個顯性基因和不含顯性基因）；丁的B、b基因和G、g基因位于同一對同源染色體上，它們的遺傳不遵循基因自由組合定律，其自交只能產生3種基因型（均含有2個顯性基因），1種表現型．因此，自交后代含有3種表現型的是丙．另外還有一種轉基因油菜的自交子代也有3種表現型，如圖所示
．
故答案為：
（1）DNA連接酶     草丁膦    目的基因整合到受體細胞的DNA上
（2）中稈   25%
（3）①B基因插入G基因中，導致G基因被破壞，植株體細胞內的高稈基因只有一個，仍表現為中稈．   
②丙   5種    （B基因的位置見圖）

點評 本題結合圖解，考查基因自由組合定律的實質及應用、基因工程等知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各操作步驟中的相關細節；掌握基因自由組合定律的實質，能正確分析甲、乙、丙、丁自交后代的情況，屬于考綱理解和應用層次的考查．