Question

【題目】水稻基因組中的 B 基因僅在體細胞（2n）和精子中正常表達，在卵細胞中不轉 錄。科研人員為研究 B 基因表達對卵細胞的影響，設計了如下實驗。據圖回答問題：

（1）B 基因在水稻卵細胞中不轉錄，推測其可能的原因是卵細胞中____。

A．含 B 基因的染色體缺失 B．DNA 聚合酶失活

C．B 基因發生了基因突變 D．B 基因的啟動子無法啟動轉錄

（2）從水稻體細胞或____中提取總 RNA，構建____文庫，進而獲得 B 基因編碼 蛋白的序列。將該序列與 Luc 基因（表達的熒光素酶能催化熒光素產生熒光）連接成融 合基因 B-LUC（表達的蛋白質能保留兩種蛋白質各自的功能），然后構建重組表達載體。

（3）在圖示過程中，過程____中 T-DNA 整合到受體細胞染色體 DNA 上，過程____在培養基中應加入卡那霉素。（填寫序號）。對獲得的轉基因植株鑒定篩選的方法為_______________________。

（4）圖中轉基因植株未成熟種子中有存在由未受精的卵細胞發育形成的胚，而一般情況下水 稻卵細胞在未受精時不進行發育，由此表明____________________________________________。

（5）現有甲（R1R1r2r2r3r3）、乙（r1r1R2R2r3r3）、丙（r1r1r2r2R3R3）三個水稻抗病品種，抗病（R）對感病（r）為顯性，三對抗病基因位于不同染色體上。根據基因的 DNA 序列設計特異性引物，用 PCR 方法可將樣本中的 R1、r1、R2、r2、R3、r3 區分開。這 種方法可用于抗病品種選育中基因型的鑒定。 甲品種與感病品種雜交后，對 F2 不同植 株的 R1、r1 進行 PCR 擴增。已知 R1 比 r1 片段短。從擴增結果（下圖）推測可抗病的 植株有_______________。

（6）將目的基因導入植物細胞除圖示的農桿菌轉化法，還可以用________________________________________法。

Answer 1

【答案】D 精子 cDNA ② ① 以Luc 基因為模板設計探針進行 DNA 分子雜交；以 B 基因編碼蛋白的序列為模板設計探針與從卵細胞提取的 mRNA 雜交； 檢測加入熒光素的卵細胞中是否發出熒光 B 基因表達能使卵細胞不經受精直接發育成胚 1 和 3 基因槍法、花粉管通道法

【解析】

分析圖1：①表示將基因表達載體導入農桿菌細胞；②表示利用農桿菌轉化法將目的基因導入植物細胞。
分析圖2：R1比r1片段短，則植株1只含有R1，植株3同時含有R1和r1，植株2只含有r1。

（1）基因轉錄需要啟動子、終止子等調控因子發揮作用，因此B基因在水稻卵細胞中不轉錄的可能原因是卵細胞中B基因的啟動子無法啟動轉錄，故選D。
（2）由于B基因僅在體細胞（2n）和精子中正常表達，因此從水稻體細胞或精子中提取總RNA，通過逆轉錄法獲得cDNA，進而構建cDNA文庫。
（3）在農桿菌侵染植物細胞時，T-DNA整合到受體細胞的染色體DNA上，即過程②中；首先要將基因表達載體導入農桿菌，在培養基中應加入卡那霉素篩選出含有重組質粒的農桿菌，即過程①。對獲得的轉基因植株鑒定篩選的方法為：以Luc基因為模板設計探針進行DNA分子雜交；以B基因編碼蛋白的序列為模板設計探針與從卵細胞提取的mRNA雜交；檢測加入熒光素的卵細胞中是否發出熒光。
（4）圖中轉基因植株未成熟種子中有存在由未受精的卵細胞發育形成的胚，而一般情況下水稻卵細胞在未受精時不進行發育，再結合題干信息“水稻基因組中的B基因僅在體細胞（2n）和精子中正常表達，在卵細胞中不轉錄。”可知B基因表達能使卵細胞不經受精直接發育成胚。
（5）甲品種（R1R1）與感病品種（r1r1）雜交后F1為R1r1，F1自交得到F2，對F2不同植株的R1、r1進行PCR擴增，已知R1比r1片段短，則植株1只含有R1，植株3同時含有R1和r1，植株2只含有r1．由于含有R1的植株能抗病，因此根據圖2擴增結果可知可抗病的植株有1和3。
（6）將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法。