Question

【題目】水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隱性突變體（正常基因M突變為m)。雄性不育植株不能產生可育花粉，但能產生正常雌配子。

（1）水稻的花為兩性花，自花授粉并結種子。在雜交育種時，雄性不育植株的優點是無需進行________，大大減輕了雜交操作的工作量。

（2）我國科研人員將緊密連鎖不發生交換的三個基因M、P和R(P是與花粉代謝有關的基因，R為紅色熒光蛋白基因）與Ti質粒連接，構建________，通過__________法轉入雄性不育水稻植株細胞中，獲得轉基因植株，如下圖所示。

（3）向雄性不育植株轉入M基因的目的是讓轉基因植株_________。轉基因植株自交后代中，雄性不育植株為_______熒光植株，由無熒光植株和紅色熒光植株的性狀分離比為_____分析，P基因的功能是_______。

（4）雄性不育植株不能通過自交將雄性不育的特性傳遞給它的子代，而育種工作者構建出的轉基因植株的特點是________________。

（5）以轉基因植株自交產生的雄性不育植株為母本，以其它水稻品種為父本進行雜交，獲得雜交稻。轉基因植株中的M、P和R基因不會隨著這種雜交稻的花粉擴散，這是由于轉基因植株__________，因此保證了雄性不育植株和雜交稻不含M、P和R基因。

Answer 1

【答案】 去雄 重組DNA 農桿菌轉化 雄配子可育 無 1:1 使帶有P基因的花粉敗育 自交后既產生雄性不育植株，用于育種，也可產生轉基因植株用于保持該品系 緊密連鎖的M、P和R基因不會發生交換（即M、R基因不會出現在沒有P基因的花粉中）；而且含有P基因的花粉是失活的

【解析】試題分析：本題是對基因工程、雜交育種、遺傳的基本定律的綜合考查，意在考查學生的識記能力和理解所學知識要點，把握知識間內在聯系，形成知識網絡結構的能力。需要學生從材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題。能正確分析題圖，從圖中提取信息準確答題。解答本題要求學生識記基因工程的操作步驟及各步驟中需要注意的細節，識記基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；識記將目的基因導入受體細胞，根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。

（1）雄性不育植株不能產生可育花粉，但能產生正常雌配子。因此在雜交育種時，雄性不育植株的優點是無需進行去雄，大大減輕了雜交操作的工作量。

（2）我國科研人員將緊密連鎖不發生交換的三個基因M、P和R(P是與花粉代謝有關的基因，R為紅色熒光蛋白基因）與Ti質粒連接，構建重組DNA。將目的基因導入受體細胞，受體細胞不同，導入的方法也不一樣，導入植物細胞（雄性不育水稻植株）常用農桿菌轉化法。

（3）由題意可知M是正常可育基因，因此向雄性不育植株轉入M基因的目的是讓轉基因植株的雄配子可育。由于轉基因植株自交后，產生的雄性不育植株的基因型為mm，無紅色熒光蛋白基因，不會表達出相應的熒光蛋白進而不會出現熒光，因此雄性不育植株為無熒光植株，正常情況下，轉基因植株自交產生的無熒光植株與紅色熒光植株的比值為1：3，由無熒光植株和紅色熒光植株的性狀分離比為1：1分析，P基因的功能是使帶有P基因的花粉敗育。

（4）雄性不育植株不能通過自交將雄性不育的特性傳遞給它的子代，而育種工作者構建出的轉基因植株的特點是自交后既產生雄性不育植株，用于育種，也可產生轉基因植株用于保持該品系。

（5）以轉基因植株自交產生的雄性不育植株為母本，以其它水稻品種為父本進行雜交，獲得雜交稻。轉基因植株中的M、P和R基因不會隨著這種雜交稻的花粉擴散，這是由于轉基因植株緊密連鎖的M、P和R基因不會發生交換（即M、R基因不會出現在沒有P基因的花粉中）；而且含有P基因的花粉是失活的，因此保證了雄性不育植株和雜交稻不含M、P和R基因。