题目内容

20．T-DNA可能随机插入植物基因组内，导致被插入基因发生突变．用此方法诱导拟南芥产生突变体的过程如下：种植野生型拟南芥，待植株形成花蕾时，将地上部分浸入农杆菌（其中的T-DNA上带有抗除草剂基因）悬浮液中以实现转化．在适宜条件下培养，收获种子（称为T1代）．
（1）为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾，需要去除顶芽．
（2）为筛选出已转化的个体，需将T1代播种在含（一定浓度的）除草剂的培养基上生长，成熟后自交，收获种子（称为T2代）．
（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T2代播种在含（一定浓度的）盐的培养基上，获得所需个体．
（4）经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体．为确定抗盐性状是否由单基因突变引起，需将该突变体与野生型植株进行杂交，再自交1代后统计性状分离比．
（5）若上述T-DNA的插入造成了基因功能丧失，从该突变体的表现型可以推测野生型基因的存在导致植物的抗盐性降低．
（6）根据T-DNA的已知序列，利用PCR技术可以扩增出被插入的突变体基因片段．其过程是：提取植株的DNA，用DNA连接酶限制酶处理后，再用DNA连接酶将获得的DNA片段连接成环（如图2），以此为模板，从图中A、B、C、D四种单链DNA片断中选取B、C作为引物进行扩增，得到的片断将用于获取该基因的全序列信息．

分析 顶端优势是指顶芽优先生长，而侧芽受到抑制的现象．
因为要扩增的是被插入基因片段，所以应提取突变体植株的DNA．将DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶．图示中表示出了DNA合成方向是：引物A是顺时针方向，那么，B、D就是逆时针方向，C也是顺时针方向．利用A、D这对引物扩增的将是T-DNA片段，而利用B、C这对引物扩增的才是被插入的基因片段．

解答 解：（1）顶芽的存在可导致顶端优势，进而影响侧枝上花蕾的形成，所以需要除去顶芽，以促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾．
（2）野生型拟南芥是否被农杆菌转化，可在个体水平进行检测，看它是否具有抗除草剂性状．因此可将其种植在含除草剂的培养基中．
（3）为筛选出具有抗盐性状的突变体，需将T1代播种在含盐的培养基上，获得所需个体．经过多代种植获得能稳定遗传的抗盐突变体．
（4）单基因突变引起的变异，其遗传符合基因分离定律，就可用变异株与野生型植株杂交，而后自交，统计自交后代性状分离比进行判断．如果出现3：1的分离比，则为单基因突变．
（5）由（3）中“抗盐性状的突变体”信息知：野生型基因的存在导致植物的抗盐性降低．
（6）T-DNA存在于诱导形成的拟南芥突变体植株的DNA中．DNA连接酶可将不同的DNA片段进行连接．因为DNA两条链反向平行，由图示环状DNA外侧链DNA合成方向可判断，DNA扩增过程所选的引物应为B、C，这样可确保被插入的基因片段得到复制．要注意DNA两条单链反向平行，B、C作为引物可保证插入的基因片段优先复制．
故答案为：
（1）顶芽
（2）（一定浓度的）除草剂
（3）（一定浓度的）盐
（4）野生型    1
（5）降低
（6）突变体    DNA连接酶       B、C

点评 本题以转基因拟南芥的培养过程为信息载体，考查了基因工程和遗传定律的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解能力，具有一定的难度．

练习册系列答案
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