2017年天津高考生物學卷第8題的賞析

戴德凌

(廣西柳州高級中學 545006)

1 題目

玉米自交系(遺傳穩定的育種材料)B具有高產、抗病等優良性質，但難以直接培育成轉基因植株，為使其獲得抗除草劑性狀，需依次進行步驟Ⅰ、Ⅱ試驗。

步驟Ⅰ 獲得抗除草劑轉基因玉米自交系A，技術路線如圖。

(1) 為防止酶切產物自身環化，構建表達載體需用2種限制酶，選擇的原則是 (單選)。

① Ti質粒內，每種限制酶只有一個切割位點

② G基因編碼蛋白質的序列中，每種限制酶只有一個切割位點

③ 酶切后，G基因形成的兩個黏性末端序列不相同

④ 酶切后，Ti質粒形成的兩個黏性末端序列相同

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

(2) 下表是4種玉米自交系幼胚組織培養不同階段的結果。據表可知，細胞脫分化時使用的激素是 ，自交系 的幼胚最適合培養成愈傷組織作為轉化受體。

激素 結果自交系 2,4-D(2.0mg/L)6BA(0.5mg/L)IBA(2.0mg/L)愈傷組織形成率(%)芽的分化率(%)根的誘導率(%)甲991390乙858087丙888312丁168583

(3) 農桿菌轉化愈傷組織時，T-DNA攜帶插入其內的片段轉移到受體細胞。篩選轉化的愈傷組織，需使用含 的選擇培養基。

(4) 轉化過程中，愈傷組織表面常殘留農桿菌，導致未轉化愈傷組織也可能在選擇培養基上生長。含有內含子的報告基因只能在真核生物中正確表達，其產物能催化無色物質K呈現藍色。用K分別處理以下愈傷組織，出現藍色的是 (多選)。

A.無農桿菌附著的未轉化愈傷組織

B.無農桿菌附著的轉化愈傷組織

C.農桿菌附著的未轉化愈傷組織

D.農桿菌附著的轉化愈傷組織

(5) 組織培養獲得的轉基因植株(核DNA中僅插入一個G基因)進行自交，在子代含G基因的植株中，純合子占 。繼續篩選，最終選育出抗除草劑純合自交系A。

步驟Ⅱ 通過回交使自交系B獲得抗除草劑性狀

(6) 抗除草劑自交系A(GG)與自交系B雜交產生F1，然后進行多輪回交(如圖)。自交系B作為親本多次回交的目的是使后代 。

(7) 假設子代生活力一致，請計算圖中育種過程F1、H1、H2、H3各代中含G基因植株的比例，并在圖1中畫出對應的折線圖。若回交后每代不進行鑒定篩選，直接回交，請在圖2中畫出相應的折線圖。

圖1 篩選處理

圖2 未篩選處理

(8) 下表是鑒定含G基因植株的4種方法。請預測同一后代群體中，4種方法檢出的含G基因植株的比例，從小到大依次是 。

方法檢測對象檢測目標檢出的含G基因植株的比例PCR擴增基因組DNAG基因X1分子雜交總mRNAG基因轉錄產物X2抗原—抗體雜交總蛋白質G基因編碼的蛋白質X3噴灑除草劑幼苗抗除草劑幼苗X4

對Hn繼續篩選，最終選育出高產、抗病、抗除草劑等優良性狀的玉米自交系。

參考答案： (1) A (2) 2，4-D 乙 (3) 除草劑 (4) BD (5) 1/3 (6) 積累越來越多自交系B的遺傳物質/優良性狀 (7) 圖3、4 (8) X4>X3>X2>X1。

圖3 篩選處理

圖4 未篩選處理

2 命題特點分析

這是一道大型綜合性試題，檢測學生綜合遺傳和基因工程知識解決生產實際問題的能力。

2.1 立足教材，突出考查學生的科學思維 試題立足于教材，并對教材內容進行了再加工，如第I部分提供的示意圖源自人教版選修3教材“基因工程專題”中第12頁的“農桿菌轉化法”插圖。試題的設問則是在主干知識網絡的交匯點上創設新穎情境進行設計，要求學生在獲取并理解試題提供的新信息的前提下，整合課本的基本概念、原理和操作等基礎知識再作出回答，注重考查學生的理解能力、獲取信息能力和綜合運用能力，體現生物學科的特點，并在新情境中突出考查學生的生物學核心素養尤其是科學思維方面。

2.2 在解決生活中相關問題的過程中考查學生對核心概念的理解 試題以培育玉米新品種的科學實踐為素材，圍繞基因工程、植物細胞工程和雜交育種等相關技術手段和方法展開，使學生能夠更好地理解人類借助生命科學的技術手段和方法，創造性地對生物性狀的定向改變，從而實現人工選育出滿足人類生產生活需要的新品種，解決了人類生產生活中的實際問題。試題還要求學生對基因、轉錄、翻譯、細胞分化、遺傳、變異、人工選擇等生物學概念的理解和辨析，學生在較好地理解核心概念的基礎上，進一步形成了結構和功能、進化與適應等生命觀念，體現了生命科學的社會責任意識和擔當能力。學生在解題過程中感受到生命科學以及其相關的科學技術對人類生產生活和社會進步的積極影響，體現了生物學科核心素養中的生命觀念和社會責任。

3 試題解析

試題第I部分以基因工程和植物組織培養技術的操作流程為主線，在“構建表達載體”“誘導幼胚生成愈傷組織”“篩選轉化抗除草劑基因的愈傷組織”“選育抗除草劑的純合自交系A”等關鍵環節創設新情境設置問題，具體分析如下： 第1小題，考查學生“雙酶切法”防止酶切產物自身環化的原理。學生只有在充分理解限制酶和DNA連接酶作用特點的前提下，經過分析才能得出“雙酶切”是讓酶切產物兩端的黏性末端不相同從而達到防止目的基因和運載體自身環化，實現兩者定向連接的目的。第2小題，考查學生對“脫分化”和“再分化”概念的理解。學生需要依據題干提供的“4種玉米自交系幼胚組織培養不同階段的結果”圖表中的數據，進行比較和分析，綜合判斷得出結論。第3和4小題，考查學生篩選轉化的愈傷組織的原理。其中，第3小題考查選擇培養基的篩選原理，第4小題考查“報告基因”篩選的原理。學生只有在充分理解試題提供的“技術路線圖”和獲取題干信息后，才能正確理解“報告基因”篩選的原理是因其基因結構中含有內含子，只有隨著Ti質粒轉化進入植物愈傷組織細胞中才能夠正確表達，從而在K物質的處理下顯藍色，以此區別未轉化成功卻因表面殘留農桿菌但能夠在含除草劑的選擇培養基上生長的愈傷組織。第5小題，考查學生分離定律的應用。學生根據題意，在明確轉基因植株為雜合子后，經過分析得出自交后代中含G基因的植株中純合子占1/3的結論。

試題的第II部分以雜交育種的操作過程為主線，在“篩選高產、抗病、抗除草劑等優良性狀組合的新品種的操作方法”和“鑒定含G基因植株的不同方法”等操作環節上設置問題，具體分析如下： 第6小題，考查學生對選育過程中“多輪回交”操作的理解。F1作為抗除草劑系A(GG)與高產、抗病的自交系B雜交的子一代，雖具備高產、抗病、抗除草劑優良性狀，但只有雜種優勢，不能穩定遺傳。學生需要通過題干提供的示意圖，分析得出F1通過與高產、抗病的自交系B“多輪回交”，是為了實現逐代積累高產、抗病的基因。第7小題，考查學生分離定律的應用。試題除了要求學生在F1回交后分別計算“抗除草劑篩選處理”和“未篩選處理”的每一代含G基因的植株比例，第7小題還進一步要求學生在折線圖中做出表達。學生經過數據處理并以折線圖形式做出表達后，很容易理解人工選擇的實質是改變基因頻率。第8小題，考查學生對目的基因的鑒定與檢測方法原理的理解。學生只有正確理解目的基因在導入受體細胞后，插入受體細胞染色體上不一定能正常轉錄，能轉錄的目的基因細胞不一定能正常翻譯出蛋白質，能翻譯的目的基因蛋白質產物的細胞不一定有正常的功能，再結合題干提供的“鑒定含G基因植株的4種方法以及檢出的含G基因植株的比例”的圖表的信息，才能推測出同一轉基因G的后代群體中，4種方法檢出含G基因植株的比例大小。