大芻草是玉米是原始祖先,具有較強的抗病抗逆特性,為玉米育種提供了原始的遺傳材料。研究發(fā)現(xiàn)大芻草基因組中有一個D基因僅在體細(xì)胞(2n)和精子中正常表達(dá),在卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄。為研究D基因表達(dá)對卵細(xì)胞的影響,設(shè)計了如圖1實驗。據(jù)圖回答:
(1)D基因在大芻草卵細(xì)胞中不轉(zhuǎn)錄,從基因結(jié)構(gòu)角度推測其可能的原因是卵細(xì)胞中 D基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄D基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄。
(2)要構(gòu)建大芻草的CDNA文庫,應(yīng)從大芻草 體細(xì)胞或精子體細(xì)胞或精子中提取總RNA,原因是 D基因僅在大芻草的體細(xì)胞和精子中正常表達(dá)D基因僅在大芻草的體細(xì)胞和精子中正常表達(dá)。由總RNA在相關(guān)酶的作用下獲得D基因編碼蛋白的序列。按如圖所示構(gòu)建重組表達(dá)載體。
(3)在過程①、②轉(zhuǎn)化篩選時,過程 ②②中T-DNA整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。
(4)從轉(zhuǎn)基因植株未成熟種子中分離出胚,觀察到細(xì)胞內(nèi)僅含一個染色體組,判定該胚是由未受精的卵細(xì)胞發(fā)育形成的,而一般情況下大芻草卵細(xì)胞在未受精時不進(jìn)行發(fā)育,由此表明 D基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚D基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚。
(5)在大芻草基因組中發(fā)現(xiàn)另一個B基因與其育性相關(guān),為進(jìn)一步研究B基因的功能,研究者將一段T-DNA插入到B基因中,致使該基因失活,失活后的基因記為b,現(xiàn)以野生植株和突變植株作為親本進(jìn)行雜交實驗,統(tǒng)計母本植株的結(jié)實率,結(jié)果如表所示:
雜交編號 | 親本組合 | 結(jié)實率 |
a | ♀BB×♂bb | 0.1 |
b | ♀bb×♂BB | 0.5 |
c | ♀BB×♂BB | 0.5 |
雄
雄
配子育性降低。②讓雜交a的F1給雜交b的F1授粉,得到F2。為驗證F2植株的基因型,研究者據(jù)B基因、T-DNA的序列設(shè)計了3種引物,如圖2所示。隨機選取F2植株若干,提取各植株的總DNA,分別用“引物Ⅰ+Ⅲ”組合及“Ⅱ+Ⅲ”組合進(jìn)行PCR,檢測是否能擴增(完整的T-DNA過大,不能完成PCR擴增),如果引物“Ⅰ+Ⅲ”組及“Ⅱ+Ⅲ”組進(jìn)行PCR均可完成擴增,則相應(yīng)植株的基因型為
Bb
Bb
。如果 僅引物“Ⅱ+Ⅲ”組進(jìn)行PCR能完成擴增,而“Ⅰ+Ⅲ”組不能完成擴增
僅引物“Ⅱ+Ⅲ”組進(jìn)行PCR能完成擴增,而“Ⅰ+Ⅲ”組不能完成擴增
,則相應(yīng)植株的基因型為BB。【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】D基因的啟動子無法啟動轉(zhuǎn)錄;體細(xì)胞或精子;D基因僅在大芻草的體細(xì)胞和精子中正常表達(dá);②;D基因表達(dá)能使卵細(xì)胞不經(jīng)受精直接發(fā)育成胚;雄;Bb;僅引物“Ⅱ+Ⅲ”組進(jìn)行PCR能完成擴增,而“Ⅰ+Ⅲ”組不能完成擴增
【解答】
【點評】
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