Question

【題目】變異鏈球菌在牙面的粘附、集聚是齲齒發(fā)生的先決條件，轉(zhuǎn)基因可食防齲疫苗是通過基因工程技術(shù)，將變異鏈球菌中與齲齒發(fā)生密切相關(guān)的抗原基因（PAcA基因）轉(zhuǎn)入植物的表達(dá)載體中，利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)的可食用基因工程疫苗。

（1）轉(zhuǎn)基因植物的制備：

單一使用PAcA基因，機體免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有增強機體免疫應(yīng)答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PAcA基因連接成嵌合（PAcA-CTB）基因，作為___________與Ti質(zhì)粒的T-DNA拼接，并用___________法導(dǎo)入離體的黃瓜葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株。

（2）轉(zhuǎn)基因植株目的基因的PCR鑒定：已知PAcA-CTB基因部分序列如下

5’---CCGTGT…………ATGCCT---3’

3’---GGCACA…………TACGGA---5’

根據(jù)上述序列選擇引物___________（填字母）進(jìn)行PCR。

A．引物：5′-GGCACA-3′

B．引物：5′-AGGCAT-3′

C．引物：5′-CCGUGU-3′

D．引物：5′-CCGTGT-3′

反應(yīng)結(jié)束后，電泳檢測PCR產(chǎn)物，結(jié)果如圖（1來自未轉(zhuǎn)化植株，2是含PAcA-CTB基因的質(zhì)粒，3-10來自轉(zhuǎn)基因植物），從結(jié)果可以看出，___________號植物含有PAcA-CTB基因。

（3）對上述含PAcA-CTB基因的植株進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)其中一些植株體細(xì)胞中含兩個PAcA-CTB基因（用字母A表示，基因間無累加效應(yīng)）。為了確定這兩個基因與染色體的位置關(guān)系，研究人員單獨種植每株黃瓜，將同一植株上雄花花粉授到雌花柱頭上，通過子一代表現(xiàn)型及其分離比進(jìn)行

①若F1中疫苗植株∶非疫苗植株=___________，則PAcA-CTB基因位于非同源染色體上，基因與染色體的位置關(guān)系如圖甲所示。

②若F1中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，則兩個基因位于__________，請在圖乙中標(biāo)出基因。____

③若F1全為疫苗植株，則兩個基因位于__________，請在圖丙中標(biāo)出基因。_____

（4）上述三種基因與染色體的位置關(guān)系適于進(jìn)行推廣種植的是兩個基因位于___________的植株。多年后，若出現(xiàn)了非疫苗植株，請寫出一種可能的變異類型及產(chǎn)生的原因__________。

Answer 1

【答案】抗原目的基因 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化 BD 3、5、8、9、10 15∶1 （同）一條染色體上，圖乙中（也可畫在另一對染色體上） （一對）同源染色體上，圖丙中（也可畫在另一對染色體上） （一對）同源染色體上 基因突變，A基因突變?yōu)?/span>a；基因重組，四分體時期姐妹染色單體交叉互換使兩個A基因位于同一條染色體上；染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位

【解析】

1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測與鑒定：

分子水平上的檢測：

①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；

②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；

③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。

個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

2、基因自由組合定律的實質(zhì)是：位于非同源染色體上的非等位基因的分離或自由組合是互不干擾的；在減數(shù)分裂過程中，同源染色體上的等位基因彼此分離的同時，非同源染色體上的非等位基因自由組合。

（1）轉(zhuǎn)基因植物的制備：單一使用PACA基因，機體免疫應(yīng)答不理想，霍亂毒素中有增強機體免疫應(yīng)答的氨基酸序列（CTB），將CTB基因與PACA基因連接成嵌合（PACA-CTB）基因，作為抗原目的基因與Ti質(zhì)粒的T-DNA拼接，并用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入離體的黃瓜葉肉細(xì)胞中，經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得轉(zhuǎn)基因植株。

（2）已知PACA-CTB基因部分序列如下5'-—-CCGTGT…ATGCCT---3'

3’-—-GGCACA·…TACGGA-—-5'

由于PCR技術(shù)中，子鏈合成方向是從5’到3’，因此應(yīng)該選擇引物BD進(jìn)行PCR。反應(yīng)結(jié)束后，電泳檢測PCR產(chǎn)物，結(jié)果如圖（1來自未轉(zhuǎn)化植株，2是含PACA-CTB基因的質(zhì)粒，3-10來自轉(zhuǎn)基因植物），從結(jié)果可以看出3、5、8、9、10號植物含有PACA-CTB基因。

（3）①PACA-CTB基因位于非同源染色體上，且基因與染色體的位置關(guān)系如圖甲所示，則其產(chǎn)生aa配子的概率為1/4，因此F1中疫苗植株：非疫苗植株=（1-1/4×1/4）：（1/4×1/4）=15：1。

②若F1中疫苗植株：非疫苗植株=3：1，相當(dāng)于一對等位基因的遺傳結(jié)果，則兩個A基因位于（同）一條染色體上。

③若F1全為疫苗植株，則所有配子都含有A基因，因此兩個A基因位于（一對）同源染色體上。

（4）上述三種基因與染色體的位置關(guān)系適于進(jìn)行推廣種植的是兩個基因位于（一對）同源染色體上的植株。多年后，出現(xiàn)了非疫苗植株，其可能的變異類型及產(chǎn)生的原因是基因突變，A基因突變?yōu)閍；基因重組，四分體時期姐妹染色單體交叉互換使兩個A基因位于同一條染色體上；染色體變異，染色體缺失使A基因缺失；或染色體倒位、染色體易位。