Question

【題目】雜交水稻雖然性狀優(yōu)良，但在有性繁殖過程中，具有高產(chǎn)等優(yōu)良特性會出現(xiàn)分離。由此，雜交作物的后代（雜種植物）無法保持同樣的優(yōu)良性狀。在研究過程中，科研人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵的B基因，為探究其作用，進(jìn)行了如下研究。

（1）綠色熒光蛋白基因（GFP）在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下，會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。將綠色熒光蛋白基因（GFP）與野生型水稻的B基因利用____________酶形成融合基因，轉(zhuǎn)入到普通水稻獲得轉(zhuǎn)基因水稻（B-GFP），該變異屬于___________。

（2）將野生型水稻與轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行雜交或自交，授粉2．5小時(shí)后，利用免疫熒光技術(shù)檢測胚中B基因的表達(dá)情況，請完成下表和問題。

雜交組合	♀B—GFP×♂野生型	♀野生型×♂B—GFP	♀B—GFP×♂B—GFP
預(yù)期結(jié)果	具熒光：無熒光=1：1		_____________
實(shí)際結(jié)果	無熒光	全部具熒光	1/2具熒光

根據(jù)結(jié)果可知只有來自________________________（父本/母本）的B基因表達(dá)，而出現(xiàn)了上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并沒有表現(xiàn)出________________________定律的特征。

（3）研究人員進(jìn)一步檢測授粉6．5小時(shí)后的受精卵，發(fā)現(xiàn)來自于母本的B基因也開始表達(dá)。由此推測，可能是來自于父本B基因的表達(dá)__________________（促進(jìn)/抑制）后期來自于母本中的該基因的表達(dá)，從而啟動(dòng)胚的發(fā)育。

（4）研究人員設(shè)想：可以使野生型水稻（雜種植物）在未受精的情況下，誘發(fā)卵細(xì)胞中B基因表達(dá)，發(fā)育為胚。研究人員進(jìn)行了如下圖操作，請你根據(jù)技術(shù)操作及相關(guān)知識回答問題：

①卵原細(xì)胞經(jīng)M技術(shù)處理后進(jìn)行____________________分裂形成卵細(xì)胞。

②精細(xì)胞參與了形成_____________________的過程，卵細(xì)胞在未受精情況下發(fā)育為新個(gè)體，該育種方式的優(yōu)勢是_________________________。

Answer 1

【答案】（限制酶）DNA連接 基因重組 具熒光：無熒光=3：1 父本 基因的分離 促進(jìn) 有絲 胚乳 未受精情況下卵細(xì)胞發(fā)育成胚，保護(hù)野生型水稻（雜種植物）優(yōu)良性狀不發(fā)生性狀分離

【解析】

1.限制性核酸內(nèi)切酶：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。

DNA分子經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線兩側(cè)將DNA的兩條鏈分別切開時(shí)，產(chǎn)生的是黏性末端，而當(dāng)限制酶在它識別序列的中心軸線處切開時(shí)，產(chǎn)生的則是平末端。

2.DNA連接酶將兩個(gè)雙鏈DNA片段縫合起來，恢復(fù)被限制酶切開的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。

（1）將綠色熒光蛋白基因（GFP）與野生型水稻的B基因利用DNA連接酶形成融合基因，轉(zhuǎn)入到普通水稻獲得轉(zhuǎn)基因水稻（B-GFP）。這過程中標(biāo)記基因、目的基因與受體細(xì)胞內(nèi)的基因的重新組合，屬于基因重組。

（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，只有來自父本的B基因表達(dá)。♀B-GFP×♂B-GFP雜交，即Bb×Bb，子代的基因型及比例為B_∶bb=3∶1，表現(xiàn)型為具熒光∶無熒光=3∶1，而實(shí)際結(jié)果是具熒光∶無熒光=1∶1，說明上述實(shí)驗(yàn)并沒有表現(xiàn)出基因分離定律的特征。

（3）由（2）題的分析可知，授粉2.5小時(shí)后，來自父本的B基因表達(dá)，而來自于母本的B基因在授粉6.5小時(shí)后開始表達(dá)，由此推測，可能是來自于父本B基因的表達(dá)促進(jìn)后期來自于母本中的該基因的表達(dá)，從而啟動(dòng)胚的發(fā)育。

（4）①對題圖分析可知，卵原細(xì)胞經(jīng)M技術(shù)處理后進(jìn)行有絲分裂形成卵細(xì)胞。

②對題圖分析可知，精細(xì)胞與兩個(gè)極核形成胚乳。卵細(xì)胞在未受精情況下發(fā)育為新個(gè)體，不經(jīng)過有性繁殖，保護(hù)了野生型水稻（雜種植物）優(yōu)良性狀不發(fā)生性狀分離。