PCR法插入DNA位置的鉴定

试题分析：2014年北京高考试题生物试题第30题是综合性很强的试题，这道集概念、基础知识、图形、实验、灵活的设计集于一身，这道题设计非常有水平。本道题最大的亮点就是考查了学生在这道题分析过程中对减数分裂，同源染色体中非姐妹染色体交叉互换概念性的理解以及图形的掌握和记忆。

试题：拟南芥的A基因位于1号染色体上，影响减数分裂时染色体交换频率，a基因无此功能；B基因位于5号染色体上，使来自同一个花粉母细胞的四个花粉粒分离，b基因无此功能。用植株甲（AaBB）与植株乙（AAbb）作为亲本进行杂交实验，在F2 中获得了所需的植株丙（aabb）。

（1）花粉母细胞减数分裂时，联会形成的          经          染色体分离、姐妹染色单体分开，最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。

（2）a基因是通过将T-DNA插入到A基因中获得的，用PCR法确定T-DNA插入位置时，应从图中选择的引物组合是                          。

图 1

（3）就上述两对等位基因而言，F1 中有        种基因型的植株。F2中表现型为花粉粒不分离的植株所占比例应为                         。

（4）杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光蛋白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因（图2）。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

图 2

①丙获得了C、R基因是由于它的亲代中的           在减数分裂形成配子时发生了染色体交换。

②丙的花粉母细胞进行减数分裂时，若染色体在C和R基因位点间只发生一次交换，则产生的四个花粉粒呈现出的颜色分别是                     。

③本实验选用b基因纯合突变体是因为：利用花粉粒不分离的性状，便于判断染色体在C和R基因位点间           ，进而计算出交换频率。通过比较丙     和           的交换频率，可确定A基因的功能。

答案：（1）四分体     同源    （2）Ⅱ和Ⅲ     （3）2   25%

（4）①父本和母本     ②蓝色、红色、蓝和红叠加色、无色   ③交换与否和交换次数     乙

分析：第1小题，当花粉母细胞在进行减数分裂时，联会形成当然是四分体，经同源染色体分离。最终复制后的遗传物质被平均分配到四个花粉粒中。

第2小题，如果我们选择1号引物延伸的方向向左，如果我们选择2号引物的话，延伸方向向右，如果我们选择3号引物也是向左，为了有目的扩增T-DNA插入位置，应该是T- DNA两侧片段。

第3小题：P：AaBB和AAbb，从这里不难看出F1会形成两种基因型，分别是AABb以及AaBb。就这两对等位基因而言，F1中有两种基因型的植株。

第4小题，首先大家要搞清它的题意。杂交前，乙的1号染色体上整合了荧光但白基因C、R。两代后，丙获得C、R基因（图2）。带有C、R基因的花粉粒能分别呈现出蓝色、红色荧光。

不难看出当初最早C、R染色体是1号染色体跟A同一个染色体上，我们发现C、R基因和a进行连在一起的，由此可以判断，这个时候说明在一代一代形成过程中，在减数分裂过程中，显然C基因和R基因在发生减数分裂联会时发生不同程度的交叉和互换。在F1代中换过以后，它才会出现a基因所在的染色体上。

在这里我们发现，丙的花粉母细胞在进行减数分裂时，如果染色体在C、R位点间只发生一次交换，现在看到的丙是没有发生过复制变化的，如果复制之后，这是原本的a基因，复制之后，两条同源染色体上a基因正常复制，左边的C基因正常复制，右边的R基因正常复制，这个C基因和R基因并不在同一个位点上，如果只发生一次交换，不管是C和这个R交换，也就是在一对同源染色体中的两个非姐妹体染色之中只发生一次交换，要么这里的C换到这边，要么R换到这边，整个的1和2是一对同源染色体，2和2撇是姐妹染色单体，当1撇上的C换到同源中的非姐妹染色单体上的时候，这是只发生一次互换，还有一种可能。

假如说2号染色体换到1撇染色体当中去，不管是你换给了2或者2换给了1，这种互换只能发生一次，既然只能发生一次，那么换过之后就会有两条姐妹在一对同源染色体中有两对单体，其中有一个既含C又有R，有一对是既没有C又没有R，他们不是等价互换而是换一部分，把C换过来之后，接受它的染色体上就既有C又有R，没有接受它的染色体就没有C也没有R。如果既有C又有R就意味着它既有蓝色荧光又有红色荧光，没有发生互换的只含蓝色荧光和红色荧光，所以最终形成的这四种花粉颜色应该分别是红色和蓝色，以及红蓝两色叠加的紫色或者无色。