Question

【题目】玉米由于含有Ppc酶，能在高光强、高温和高氧分压的条件下利用更低浓度的CO2，水稻却不能。科学家想把该Ppc基因利用农杆菌转化法将其转入水稻体内，从而提高水稻的光合效率。请回答：

（1）利用玉米的成熟叶片为材料，同时构建cDNA文库和基因组文库，两个文库相比，cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的_____，其原因是____________________________________________。

（2）经测定编码Ppc酶的cDNA序列（假设只编码从起始密码子到终止密码子之间的序列）为1256对碱基，则可判断对这段序列的测定是错误的，理由是________________________________。

（3）将Ppc基因插入Ti质粒的_______________中，构建基因表达载体并导入农杆菌中。目的基因是否成功导入植物细胞，可以用________________技术进行检测。

（4）若经组织培养获得的转基因植株的核DNA中仅插入一个基因，让其自交，在子代含Ppc基因的植株中，纯合子占_________；若转基因植株的核DNA中插入2个基因（插入到非同源染色体上）让其自交，在子代含Ppc基因的植株中，能稳定遗传的占_________。

Answer 1

【答案】少 cDNA文库中只含有玉米叶细胞已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有玉米的全部基因 因为生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码，所以基因的编码碱基序列应为3的整数倍 T-DNA DNA分子杂交 1/3 7/15

【解析】

（1）农杆菌在自然状态下，感染双子叶植物和裸子植物。当植物受到损伤时，植物伤口处产生大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞，这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上。将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，利用农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。
（2）目的基因的检测和表达：检测转基因生物的染色体DNA上是否插入了目的基因，这是目的基因能否在受体细胞中稳定遗传的关键，方法是采用DNA分子杂交技术；要检测目的基因是否转录出了mRNA，这是检测目的基因是否发挥功能作用的第一步，方法：分子杂交技术；检测目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取蛋白质，用相应的抗体进行抗原-抗体杂交；有时还需进行个体生物学水平的鉴定。如转基因抗虫植物是否出现抗虫性状，做抗虫或抗病的接种实验。

（1）由于cDNA文库中只含有已转录（或已表达）的基因，而基因组文库中含有该植物的全部基因，所以cDNA文库中含有的基因数目比基因组文库中的少。

（2）mRNA上3个相邻的碱基决定一个氨基酸，每3个这样的碱基又称做一个密码子，所以生物决定每个氨基酸的碱基序列为三联密码，所以基因的编码碱基序列应为3的整数倍，1256不是3的整数倍，所以测定是错的。

（3）将Ppc基因插入Ti质粒的T-DNA上，构建基因表达载体并导入农杆菌中，通过农杆菌的转化作用，就可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞染色体的DNA上；要检测转基因生物的DNA上是否插入了目的基因，检测方法是DNA分子杂交技术。

（4）若插入Ppc基因用A来表示，不插入Ppc基因用a表示，则转基因植株可表示为Aa，自交后代中含不插入Ppc基因用a表示AA∶Aa=1∶3，其中纯合子占1/3；若转基因植株的核DNA中插入2个基因（插入到非同源染色体上），若插入Ppc基因用A和B来表示，不插入Ppc基因用a和b表示，则该转基因植株可表示为AaBb，其自交后代中含Ppc基因的植株中能稳定遗传的有AABB、AABb、AAbb、AaBB、aaBB，占7/15。