遗传类问题(拓展-转座子)(1)

转座子在育种和基因功能的研究中应用
转座子或转座因子是一类可移动的一段基因（DNA）序列，可以从原位上单独复制或断裂下来，插入另一位点，破坏被插入的基因，或对其后的基因起调控作用，此过程称转座。

转座子可以在细菌的拟核DNA、质粒或噬菌体之间自行移动；真核细胞中转座子可以在同一染色体DNA，或不同染色体DNA上可自主复制和转移。

转座子通常有以下A、B、C三种情况。

转座子在育种和基因功能的研究中取得很多成果。

1.玉米的籽粒颜色有紫色、白色和花斑之分。

为研究玉米籽粒颜色的遗传规律，科研人员进行了系列实验。

（1）用紫色籽粒玉米进行自交，偶然发现后代表现为紫色:花斑:白色＝12:3:1，据此推测：
①该玉米基因型为__________（用基因A与a，B与b，C与c……表示）。

②花斑籽粒的基因型是____________。

对花斑籽粒进行测交，表现型及比例为____________。

③已知亲本紫色籽粒玉米为纯种，从基因组成上推测出现上述现象的原因为_________。

（举一例说明即可）
（2）多年后研究发现玉米籽粒花斑性状的出现
与9号染色体上的C基因、Ds基因和Ac基因有关。

玉米籽粒不同颜色的形成机理如下图所示。

①花斑籽粒的出现受到_________基因调控，所
以不同于一般的基因突变。

②白色籽粒的出现是由于该染色体上
____________ ，导致C基因被破坏。

③花斑籽粒中紫色斑点出现的原因是：种子形成过程中，______________ 。

紫色斑点的大小由____________ 决定。

（3）依据上述机理，利用Ac和Ds（序列已知）特有的功能，可用于研究：____________。

2.DNA序列D能在基因A表达的转移酶作用下，从序列S所在染色体的某个位置转移到其他位置，或随机转移到其他染色体上。

科研者利用这一原理来构建稳定遗传的大豆突变体库。

（1）科研人员分别将序列D和基因A作为___________，插入含卡那霉素抗性基因的T-DNA 上，利用农杆菌转化植物，筛选得到转D植株和转A植株。

（2）将得到的转D植株或转A植株自交，若某植株所结种子中具有卡那霉素抗性的占
___________，则判断该植株为T-DNA单拷贝插入。

继续种植具有卡那霉素抗性的种子，长成植株后进行自交，若某植株所结种子___________，可获得纯合的转D植株或转A植株。

（3）科研人员将纯合的转D植株与转A植株杂交，并根据转入两种植株中的DNA序列的差异，用PCR方法确定杂交是否成功，结果如下图所示。

据图可知，编号为___________的F1植株是杂交成功的，分析其他F1植株杂交不成功的原因是___________。

（4）对杂交成功的所有F1植株进行序列D检测，发现其位置均没有发生转移，推测序列D 的转移只发生在___________（填“体细胞”或“配子”）中，按照这种推测，如果让杂交成功的F1植株自交，理论上F2植株中序列D发生了位置转移的最多可占___________。

（5）序列D随机转移会导致被插入基因发生突变，从而可以在F2植株中筛选得到多种突变体。

让F2植株自交，应在F3中筛选出序列D和基因A为___________的植株用作构建突变体库，原因是这种植株___________。

3.研究发现，M和P两个品系果蝇杂交过程出现一种不育现象，子代性腺发生退化，无法产生正常配子，此现象与P品系特有的P因子（一段可转移的DNA）有关。

用两个品系的果蝇
进行实验，结果如下表。

（1）由实验结果可知，这种子代不育现象仅在____________时出现，据此判断不育现象的发生除了P因子外，还与____________品系的细胞质成分有关。

由此分析，1组和2组子代能正常产生配子的原因是____________。

（2）研究发现，P因子可以从染色体的一个位置转移到相同或不同染色体的其他位置上，会导致被插入基因发生____________，进而导致不育现象。

体细胞阶段，P因子能表达出抑制P因子转移的阻遏蛋白，在细胞质中大量积累。

受精后，P品系卵细胞质中积累的大量阻遏蛋白___________，因此第3组子代能正常产生配子；P品系精子只提供____________，因此第4组子代不能正常产生配子。

（3）进一步研究发现，在生殖细胞阶段，P因子能表达出P因子转移所需要
的转移酶。

这种转移酶总长度大于阻遏蛋白，并且前面2/3左右的
____________序列与阻遏蛋白完全相同，推测出现这种现象的原因是P因子
____________。

（4）雄果蝇减数分裂时同源染色体不会发生交叉互换，但是将P因子导
入到雄果蝇染色体上，可以引起P因子处发生交叉互换。

若右图所示基因型
的雄果蝇进行测交，测交后代中aabb基因型的个体所占比例为n，则该雄果
蝇产生的重组配子所占比例为____________。

4.某二倍体植物辐射对称花型（c650）基因
与两侧对称花型（c）基因是一对等位基因；
自交亲和（Sc）基因与自交不亲和（S）基
因是一对等位基因．c650基因比基因c多
了Tam5转座子，Tam5转座子是可以从染色
体所在位置转移到染色体其它位置的DNA
片段．相关基因与染色体的位置关系及基因
部分结构，如图所示．
⑴将纯合辐射对称花型、自交亲和植株与纯合两侧对称花型、自交不亲和植株杂交得F1。

①F1花型为两侧对称，表明基因为隐性基因。

在基因不发生改变的情况下，F1植株花型的基因型为。

②采用技术对F1中的c650基因进行分子水平的检测，结果发现F1中有一半左右的植株中c650基因发生改变，此变异较一般情况下发生的自然突变频率，推测可能是的结果。

⑵从F1中选出基因型为ScS且c650基因未发生改变的植株进行异花粉得F1。

①若不考虑基因发生改变的情况，则中辐射对称花型所占比例应为。

②从F2的150个辐射对称花型植株中检测出5个植株含S基因，推测F1植株在
时发生了基因重组。

③对上述5个植株的花型基因做检测，其中3个植株中的花型基因为杂合，表明这3个植株中产生了c650基因的基因，且此基因与c基因的碱基序列（相同/不同）。

④将上述F2中其余2个花型基因纯合的个体自交得F3，其中出现较高比例的花型的个体，显示这些个体中c650基因转变为c基因，表明中F2转座子仍具有转座活性。

而进一步研究S基因的作用机理。

1.（1）① AaBb（合理即给分，如AaBbCC）
② A_bb或aaB_（合理即给分）花斑:白色=2:1 ③ AABB（AAbb或aaBB）突变为AaBb
（2）① Ac和Ds ② Ac激活Ds，使Ds“跳离”原位置并插入C中，③某些细胞中Ac激活Ds 从C基因处移走，C基因表达，出现紫色 Ds从C基因上移走的早晚（产生紫色斑点的细胞分裂次数）
（3）被插入基因的功能（基因突变的位置；获取被插入基因）
2.（1）目的基因（2）3/4 全部具有卡那霉素抗性
（3）3～5、7～9、11 作为母本的花在去雄前就已经完成了自花受粉
（4）配子 7/16
（5）没有基因A且序列D纯合没有基因A不会发生新的序列D位置转移，序列D纯合使突变性状能稳定遗传
3.（1）P作父本、M作母本 M 1组没有M品系的细胞质成分，2组没有P因子（或“1组、2组不同时存在P因子和M品系细胞质成分”）
（2）基因突变抑制P因子的转移 P因子（或“细胞核”）
（3）氨基酸（在体细胞或生殖细胞阶段）可以转录形成不同的mRNA，翻译形成阻遏蛋白或转移酶（4）1-2n
4.（1）① c650 cc650 ② DNA分子杂交高 Tam5发生转位（转移）
（2）① 1/4 ②产生配子（减数分裂）③等位不同④两侧对称
（3）结构。