Question

【題目】科研人員獲得了兩種單基因被“敲除”的擬南芥突變體——C2和C5，與野生型比較，根毛長度或主根長度發生了變化，如下圖所示。

(I)科研人員通過____法將T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti質粒轉入擬南芥細胞中，經篩選獲得C2和C5突變體。從功能上來說，篩選轉基因擬南芥時所使用的含有青霉素的培養基屬于____培養基。

(2)據圖可知，C2的表現型是____，推測C2的基因被“敲除”后，很可能影響了細胞的____生長。

(3)將C2和C5突變體雜交，F1全部表現為野生型，說明這兩種突變均為____突變。讓F1植株隨機授粉，將所得的種子播種在含有青霉素的培養基中，發現有l%的種子不能完成萌發，推測這兩對基因____。預測雙突變體植株的表現型為____，雙突變體植株在F2中所占比例為____。

(4)研究發現，C5植株根部的分生細胞在有絲分裂時缺乏一種周期性出現和消失的酶，這種酶與纖維素的合成有關。請解釋C5植株出現突變性狀的原因________________。

Answer 1

【答案】 農桿菌轉化 選擇 根毛明顯變短、主根略變短 伸長 隱性 位于一對同源染色體上 根毛長度與C2無顯著差異，主根長度比C5 短 1/99 基因被“敲除”后，其根部的分生細胞在有絲分裂過程中不能表達出相應的酶，影響細胞板（或細胞壁）的形成，抑制了細胞分裂，從而使主根變短

【解析】試題分析：據圖分析，與對照組相比，C2的根毛明顯變短、主根略變短，C5的根毛長度無明顯差異，主根長度明顯變短。

（1）基因工程中，一般采用農桿菌轉化法將目的基因導入植物細胞中，即通過農桿菌轉化法將T-DNA上插入了青霉素抗性基因的Ti質粒轉入擬南芥細胞中，經篩選獲得C2和C5突變體。根據題意可知，篩選獲得的C2和C5突變體中含有青霉素抗性基因，因此從功能上來說，篩選轉基因擬南芥時所使用的含有青霉素的培養基屬于選擇培養基。

（2）據圖可知，C2的表現型是根毛明顯變短、主根略變短，推測C2的基因被“敲除”后，很可能影響了細胞的伸長生長，而導致根毛變短。

（3）將C2和C5突變體雜交，F1全部表現為野生型，說明野生型為顯性性狀，兩種突變均為隱性突變。根據顯隱性關系，C2和C5突變體的基因型可以分別表示為aaBB、AAbb，F1植株的基因型可以表示為AaBb。讓F1植株隨機授粉，將所得的種子播種在含有青霉索的培養基中，發現有l%的種子不能完成萌發，不能萌發的種子的基因型應該為AABB，即不含有青霉素抗性基因，由此可見，這兩對基因的遺傳不遵循基因的自由組合定律，則這兩對基因位于一對同源染色體上。雙突變體植株（aabb）的根毛長度與C2無明顯差異，主根長度比C5短；由于兩對基因連鎖，并且AABB占1/100，則同時會產生1/100的aabb（雙突變體），由于在含有青霉素的培養基中AABB的種子不能萌發，則能萌發的種子占99/100，因此雙突變體植株在F2中所占比例為1/99。

（4）細胞壁的主要成分為纖維素，則該酶與細胞壁的形成有關，C5植株根部的分生細胞在有絲分裂時缺乏一種周期性出現和消失的酶，這肯能是基因被“敲除”后，其根部的分生細胞在有絲分裂過程中不能表達出相應的酶，影響細胞板（或細胞壁）的形成，抑制細胞分裂，從而使主根變短。