高中 | 第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一) 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第一章 遗传因子的发现

第一节 孟德尔的豌豆杂交实验(一)

$\rm T-DNA$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,待植物形成花蕾时,将地上部分浸入农杆菌(其中的$\rm T-DNA$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$\rm T_{1}$代)。

为促进植株侧枝发育以形成更多的花蕾,需要去除                 ,因为后者产生的                 会抑制侧芽的生长。

[["顶芽","生长素"]]

顶芽产生的生长素会抑制侧芽的生长,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。

为筛选出已转化的个体,需将$\rm T_1$代播种在含                 的培养基上生长,成熟后自交,收获种子(称为$\rm T_2$代)。

[["(一定浓度的)除草剂"]]

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。

为筛选出具有抗盐性状的突变体,需将$\rm T_2$代播种在含                 的培养基上,获得所需个体。

[["(一定浓度的)盐"]]

为筛选出具有抗盐性状的突变体,需将$\rm T_{1}$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。

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                 植株进行杂交,再自交                 代后统计性状分离比。

[["野生型","$\\rm 1$"]]

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,而后自交一代,统计自交后代性状分离比进行判断。如果出现$\rm 3:1$的分离比,则为单基因突变。

若上述$\rm T-DNA$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"]]

$\rm (3)$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。

根据$\rm T-DNA$的已知序列,利用$\rm PCR$技术可以扩增出被插入的基因片段。其过程是:提取                 植株的$\rm DNA$,用限制酶处理后,再用                 将获得的$\rm DNA$片段连接成环(如下图)以此为模板,从图中$\rm A$$\rm B$$\rm C$$\rm D$四种单链$\rm DNA$片段中选取作为引物进行扩增,得到的                 片段将用于获取该基因的全序列信息。

环状$\rm DNA$示意图

$\rm A$$\rm B$$\rm C$$\rm D$表示能与相应$\rm T-DNA$链互补、长度相等的单链$\rm DNA$片段;箭头指示$\rm DNA$合成方向。

[["突变体","$\\rm DNA$连接酶","$\\rm B$、$\\rm C$"]]

$\rm T-DNA$存在于诱导形成的拟南芥突变体植株的$\rm DNA$中。$\rm DNA$连接酶可将不同的$\rm DNA$片段进行连接。因为$\rm DNA$两条链反向平行,由图示环状$\rm DNA$外侧链$\rm DNA$合成方向可判断,$\rm DNA$扩增过程所选的引物应为$\rm B$$\rm C$,这样可确保被插入的基因片段得到复制。要注意$\rm DNA$两条单链反向平行,$\rm B$$\rm C$作为引物可保证插入的基因片段优先复制。

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