题目内容
【题目】科研人员将潮霉素抗性基因（H基因，答题涉及“潮霉素抗性基因”一律用字母H表示）转入至拟南芥（2n=10）中，获得不同株系的拟南芥。
（1）将目的基因导入拟南芥常用的方法是______________，具体方法为：将目的基因插入到________________上，此结构具有可转移至受体细胞并整合到受体细胞染色体上的特点。
（2）为确定不同拟南芥株系导入的基因在染色体上的相对位置，科研人员筛选并通过自交获得转基因成功的4个纯合株系：1、2、3、4，做了如下杂交实验。
①4个纯合株系植株分别与非转基因植株正、反交得F1，F1自交获得F2。F2中抗潮霉素性状与不抗潮霉素性状的植株比例为_______，表明每个株系的H基因均位于一对同源染色体上的同一位点，但不能确定4个株系的H基因是否位于同一对同源染色体上。
②将上述4个纯合株系植株间进行配组形成6个杂交组合（1×2、1×3、1×4、2×3、2×4、3×4），每个组合得F1，F1自交获得F2。
a．除2×4组合外，其它杂交组合F2中抗潮霉素性状与不抗潮霉素性状的植株比例均为15:1，表明1、2、3三个株系相比较，它们的H基因位于________________（同源染色体/非同源染色体）上，F2中不抗潮霉素性状的植株比例为1/16的原因是___________________________（请从F1中与此比例直接相关的配子类型和比例的角度作答）。
b．2×4组合F2植株全表现抗潮霉素性状。假设株系1中H基因在染色体上的位置如图1（竖线代表染色体，横线代表基因的位置）所示，请推测株系2中H基因的位置和株系4中H基因的两种可能的位置（参照图1的模式在答题卡中的图2中标注）。___
c．根据上述实验推测，利用上述方法导入到拟南芥中的基因的插入位置是_____（随机/固定）的。
【答案】农杆菌转化法 Ti质粒的T-DNA 3:1 非同源染色体 F1的雌雄配子中不含H基因的配子皆为1/4 
随机
【解析】
1、基因工程技术的基本步骤:
（1）目的基因的获取方法：从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因常用DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA，常用分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质，常用抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。
2、基因分离定律的实质：在杂合子的细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，具有一定的独立性；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。
3、基因自由组合定律的实质是：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或自由组合是互不干扰的；在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
（1）根据分析可知，将目的基因导入拟南芥常用的方法是农杆菌转化法，农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。
（2）①每个株系的H基因均位于一对同源染色体上的同一位点，则4个纯合株系植株分别与非转基因植株正、反交得到的F1均为杂合子, F1自交获得F2，根据基因分离定律，F2中抗潮霉素性状与不抗潮霉素性状的植株比例为3：1。
②a.除2×4组合外，其它杂交组合F2中抗潮霉素性状与不抗潮霉素性状的植株比例均为15:1，这是“9:3:3:1”的变式，这表明1、2、3三个株系相比较，它们的H基因位于非同源染色体上，遵循基因自由组合定律。由于F1的雌雄配子中不含H基因的配子皆为1/4，故F2中不抗潮霉素性状的植株比例为1/16。
b．2×4组合F2植株全表现抗潮霉素性状，结合a中的结果和图1中H基因所在位置可推测，株系2中的H基因应在与图1中H基因所在染色体的非同源染色体上，符合自由组合定律。株系4中的H基因所在染色体应该与株系2的H基因所在染色体是同一对染色体，因此株系2中H基因的位置和株系4中H基因的两种可能的位置如图:
c.根据上述实验推测，利用农杆菌转化法导入到拟南芥中的基因的插入位置是随机的。
