Question

16．玉米是一種重要的糧食作物．自然情況下，正常的玉米植株是雌雄同株異花的植物．請(qǐng)分析回答下列有關(guān)的問題：
（1）我國是玉米螟的多發(fā)區(qū)，而普通玉米植株的抗蟲能力較低，每年因玉米螟造成的損失高達(dá)產(chǎn)量的5%左右．上個(gè)世紀(jì)末，育種科學(xué)家利用土壤農(nóng)桿菌介導(dǎo)法成功地將蘇云金桿菌殺蟲結(jié)晶蛋白基因（即“抗蟲基因”）導(dǎo)人了玉米體細(xì)胞中．
①蘇云金桿菌的抗蟲基因由兩個(gè)區(qū)段組成，其中RNA聚合酶能識(shí)別并結(jié)合的位點(diǎn)存在于非編碼區(qū)區(qū)段．與蘇云金桿菌的抗蟲基因相比，玉米細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的．
②科學(xué)家獲得抗蟲基因后，將其與土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒，這一過程必需的工具酶有限制酶、DNA連接酶．
③若經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)：受體細(xì)胞始終沒有合成殺蟲結(jié)晶蛋白（即抗蟲蛋白），能否據(jù)此判定抗蟲基因未能成功導(dǎo)入這些受體細(xì)胞？為什么？不能，因?yàn)榭瓜x基因?qū)�入成功后不一定直接表達(dá)．
④抗蟲基因成功導(dǎo)入玉米體細(xì)胞后，還需利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植株，該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性．
（2）玉米植株的性別由兩對(duì)基因（B、b和T、t）控制，這兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上．玉米植株的基因型與性別的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表：

基因型	B_T_	bbT_	B_tt或bbtt
性別	正常植株（雌雄同株異花	雄株	雌株

①選擇多株基因型相同的雄株作父本，多株基因型相同的雌株作母本，雜交后代植株的性別僅有雄株和雌株兩種，且比例各占50%，則親本植株的基因型為bbTt、bbtt．
②將基因型為BbTt的玉米植株去雄后，授以bbTt玉米植株的花粉，雜交得到的后代植株的性別及比例為正常植株：雄株：雌株=3：3：2．
③讓基因型為BbTt的玉米植株作親本，自交得到F₁代，讓F₁代植株中的雄株和雌株玉米雜交，則產(chǎn)生的F₂代中雌性玉米植株占的比例為$\frac{1}{3}$．
（3）某同學(xué)用純合有色飽滿籽粒的玉米與無色皺縮籽粒的玉米雜交，F(xiàn)₁全部表現(xiàn)為有色飽滿．F₁自交后得F₂，F(xiàn)₂代的性狀表現(xiàn)及比例為：有色飽滿73%，有色皺縮2%，無色飽滿2%，無色皺縮23%．（實(shí)驗(yàn)條件與操作均符合要求，后代數(shù)量足夠多）
①該同學(xué)據(jù)此判斷，上述兩對(duì)性狀的遺傳不符合基因的自由組合定律，其依據(jù)是F₁自交后代F₂分離比不符合9：3：3：1．
②若欲進(jìn)一步驗(yàn)證①的判斷，最好選擇表現(xiàn)型為無色皺縮的玉米與F₁植株雜交．預(yù)測結(jié)果是有色飽滿：有色皺縮：無色飽滿：無色皺縮不等于1：1：1：1．

Answer 1

分析 原核生物和真核生物基因的結(jié)構(gòu)包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)，在非編碼區(qū)的上游有啟動(dòng)子，其上有RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)；真核生物編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的，由外顯子和內(nèi)含子組成，據(jù)此分析答題．

解答 解：（1）①原核生物和真核生物基因的結(jié)構(gòu)包括編碼區(qū)和非編碼區(qū)，在非編碼區(qū)的上游有啟動(dòng)子，其上有RNA聚合酶的識(shí)別位點(diǎn)；真核生物編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的，由外顯子和內(nèi)含子組成．
②基因工程利用的工具酶有限制酶、DNA連接酶．
③基因工程中，抗蟲基因?qū)�入成功后不一定直接表達(dá)，所以受體細(xì)胞始終沒有合成殺蟲結(jié)晶蛋白（即抗蟲蛋白不能判定抗蟲基因未能成功導(dǎo)入這些受體細(xì)胞．
④抗蟲基因成功導(dǎo)入玉米體細(xì)胞后，還需利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得轉(zhuǎn)基因植株，其理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性．
（2）①選擇多株基因型相同的雄株（bbT_）作父本，多株基因型相同的雌株（B_tt或bbtt）作母本，雜交后代植株的性別僅有雄株和雌株兩種，且比例各占50%，說明母本是bbtt，則父本是bbTt．
②將基因型為BbTt的玉米植株去雄后，授以bbTt玉米植株的花粉，雜交得到的后代3BbT_、1Bbtt、3bbT_、1bbtt，所以植株的性別及比例為正常植株：雄株：雌株=3：3：2．
③讓基因型為BbTt的玉米植株作親本，自交得到F₁代，讓F₁代植株中的雄株（bbT_）和雌株（B_tt或bbtt）玉米雜交，則產(chǎn)生的F₂代中雌性玉米植株占的比例為$\frac{2}{3}$×$\frac{1}{2}=\frac{1}{3}$．
（3）①因?yàn)橛衩琢Ｉ�和粒形的每�?duì)相對(duì)性狀的分離比均為3：1，兩對(duì)性狀綜合考慮，如果符合自由組合定律，F(xiàn)₁自交后代分離比應(yīng)符合9：3：3：1，但本題給出的數(shù)據(jù)不符合9：3：3：1，因此上述兩對(duì)性狀的遺傳不符合基因自由組合定律．
②若欲進(jìn)一步驗(yàn)證①的判斷，最好選擇表現(xiàn)型為無色皺縮的玉米與F₁植株雜交．用于兩對(duì)基因不符合基因的自由組合定律，所以后代有色飽滿：有色皺縮：無色飽滿：無色皺縮不等于1：1：1：1．

故答案為
（1）①非編碼區(qū)   編碼區(qū)是間隔的、不連續(xù)的
②限制酶  DNA連接酶
③不能  因?yàn)榭瓜x基因?qū)�入成功后不一定直接表達(dá)
④植物組織培養(yǎng)   細(xì)胞的全能性
（2）①bbTt、bbtt
②正常植株：雄株：雌株=3：3：2 
③$\frac{1}{3}$
（3）①F₁自交后代F₂分離比不符合9：3：3：1
②無色皺縮   有色飽滿：有色皺縮：無色飽滿：無色皺縮不等于1：1：1：1

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因分離定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用、基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生掌握基因分離定律和基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能根據(jù)題干信息“有色飽滿73%，有色皺縮2%，無色飽滿2%，無色皺縮23%”準(zhǔn)確判斷這兩對(duì)相對(duì)性狀的遺傳是否遵循兩大遺傳定律；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�設(shè)計(jì)簡單的遺傳實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．