Question

为了探究植物细胞间是否存在横向基因交流，科学家培育两种转基因葡萄，再通过嫁接手段进行相关试验，其过程如下。

（1）构建两种表达载体，其主要特征见下表：

	表达载体	甲	乙
组成	抗生素杭性基因 目的基因 启动子 Ti质粒类型	壮观霉素抗性基因S^+ 绿色荧光蛋白基因gfp 叶绿体专一性启动子 P1	卡那霉素抗性基因K^+ 黄色荧光蛋白基因yfp 非叶绿体专一性启动子 P2
外源基因插入受体细胞位置	接穗叶绿体DNA	砧木细胞核DNA

①在筛选抗生素抗性基因时，须进行敏感性试验，以选择葡萄外植体_________（敏感/不敏感）的某种抗生素，并依据试验结果确定抗生素在选择培养基中的工作浓度。

②在构建上述两种表达载体时，可以互换部分组件，但一定不能互换的是_____________。

（2）转化、鉴定后获得两类转基因葡萄植株。根据表中的表达载体组成推断：

①目的基因导入葡萄细胞的方法是__________法。

②若在加入卡那霉素的培养基中获得幼苗，说明基因K⁺插入了P₂的_________中。

（3）两类转化葡萄植株的嫁接并筛选嫁接及抗生素筛选过程见下图。仅有嫁接区组织细胞在双抗生素的培养基中发育成幼苗，其原因是该幼苗获得了______________特性。

（4）嫁接区再生植株目的基因表达产物的鉴定及其研究意义

用嫁接区获得的再生植株进行杂交，并对其F₁及其亲本的幼苗做鉴定，结果见下表。

试验编号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨
试验处理	CK	M	N	J	的	的	的	的	的
gfp蛋白鉴定	-	+	-	+	+	-	-	-	+ ^-
yfp蛋白鉴定	-	-	+	+	-	-	+	+	3^+：1

注：CK未转基因植株；M叶绿体转化植株；N细胞核转化植株；J嫁接区再生植株+检出，-未检出；3⁺：1^-表示检出与未栓出的植株比。

①试验①②③④和⑨的结果表明，J植株的每一个体细胞均含有_________基因。

A.gfp      B.yfp     C.gfp和yfp

②综上①~⑨试验结果，可以得出结论______________________________。

③通过该试验探究，你认为下列叙述正确的是____________________。

A.细胞间的横向基因交流可以为生物进化提供原材料

B.基因工程可看作是一种人为的细胞间基因横向转移过程

C.细胞间的横向基因交流实质是基因突变

D.转移至染色体或叶绿体DNA的外源基因均遵循孟德尔遗传定律

Answer

敏感 启动子与目的基因 农杆菌转化 细胞核DNA 两类转化葡萄植株的遗传 C 植物细胞间发生了横向的基因交流 AB

【解析】

根据表格分析，甲表达载体的抗生素杭性基因（标记基因）是壮观霉素抗性基因S+，目的基因是绿色荧光蛋白基因gfp，启动子是叶绿体专一性启动子，Ti质粒为P1；乙表达载体的抗生素杭性基因（标记基因）是卡那霉素抗性基因K+， 目的基因是黄色荧光蛋白基因yfp，启动子是非叶绿体专一性启动子，Ti质粒为P2；两种外源基因插入受体细胞位置分别是接穗叶绿体DNA、砧木细胞核DNA。

（1）①在筛选抗生素抗性基因时，须进行敏感性试验，以选择葡萄外植体敏感的某种抗生素，再以这种抗生素抗性基因作为标记基因，并依据试验结果确定抗生素在选择培养基中的工作浓度。

②基因表达载体的组成成分包括目的基因、启动子、标记基因、终止子等，在构建上述两种表达载体时，可以互换部分组件，但一定不能互换的是启动子与目的基因。

（2）①将目的基因导入葡萄细胞一般用农杆菌转化法。

②若在加入卡那霉素的培养基中获得幼苗，结合表格分析可知基因K+插入了P2的细胞核DNA中。

（3）根据题意分析，仅有嫁接区组织细胞在双抗生素的培养基中发育成幼苗，说明该幼苗获得了两类转化葡萄植株的遗传特性。

①根据题意分析，gfp蛋白细胞质基因表达的产物，yfp蛋白是细胞核基因表达的产物，细胞质基因表现为母系遗传，而细胞核基因遵循基因的分离定律，结合实验中的①②③④和⑨分析可知，J植株的每一个体细胞均含有gfp和yfp基因，故选C。

②综上①~⑨试验结果，说明用嫁接区获得的再生植株的叶绿体DNA中获得了绿色荧光蛋白基因gfp，细胞核DNA中获得了黄色荧光蛋白基因yfp，即植物细胞间发生了横向的基因交流。

③A、细胞间的横向基因交流的实质是基因重组，可以为生物进化提供原材料，A正确；

B、基因工程可看作是一种人为的细胞间基因横向转移过程，B正确；

C、细胞间的横向基因交流实质是基因重组，C错误；

D、转移至染色体的外源基因均遵循孟德尔遗传定律，但是转移至叶绿体DNA的外源基因不遵循，D错误。

故选AB。