Question

【題目】某些植物在進化過程中已經(jīng)形成抵抗干旱、低溫和高鹽等逆境的調(diào)控機制，感受并響應(yīng)各種外界刺激。轉(zhuǎn)錄因子OrERF是一類蛋白質(zhì)，在植物抵抗逆境時發(fā)揮重要作用�？蒲腥藛T對水稻OrERF基因進行系列研究。

（1）科研人員對水稻OrERF基因上游部分中的轉(zhuǎn)錄模板鏈進行測序，結(jié)果如下：

OrERF基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA中的起始密碼子是_______。①②③三個元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號的誘導下，導致此基因表達出不同的OrERF蛋白，以適應(yīng)高鹽、干旱、低溫環(huán)境，此現(xiàn)象說明_______________。

（2）科研人員欲將水稻OrERF基因?qū)�入擬南芥體內(nèi)，獲得抗逆性強的植株，設(shè)計的實驗方案如下圖：

① 可利用_________技術(shù)獲得并擴增此基因。如果開始的OrERF基因只有一個，第n次循環(huán)需要引物_____________對。

② OrERF基因需插入Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中，原因是________________________。

③ 圖中d階段需要應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其培養(yǎng)基中除加入必須的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和瓊脂外，還需添加_________物質(zhì)，一段時間后，可獲得抗高鹽的擬南芥植株。

（3）實驗檢測轉(zhuǎn)基因擬南芥植株中OrERF基因在高鹽條件下的表達水平，結(jié)果如圖。實驗結(jié)果表明，高鹽處理后______小時OrERF基因的表達顯著增加。

（4） 植物感受外界干旱、高鹽、低溫等信號，通過一系列信息傳遞合成轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子OrERF對下游基因調(diào)節(jié)過程如圖，其通過_________________________，啟動轉(zhuǎn)錄的 過程。最后通過基因產(chǎn)物的作用對外界信號在生理生化等方面作出適合的調(diào)節(jié)反應(yīng)。

Answer 1

【答案】 AUG 一個基因可以控制多個性狀，基因和環(huán)境共同決定生物的性狀 PCR 2n-1 T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上 高鹽（高濃度的NaCl） 12 激活RNA 聚合酶轉(zhuǎn)錄復(fù)合物(或答與RNA 聚合酶結(jié)合)

【解析】試題分析：理清基因的表達、基因與性狀的關(guān)系、基因工程的基本操作程序、植物組織培養(yǎng)技術(shù)等相關(guān)的基礎(chǔ)知識、形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，從題圖和題意中提取有效信息作為解題的切入點，圍繞上述相關(guān)知識，對各問題情境進行分析作答。

(1) 模板鏈中轉(zhuǎn)錄成起始密碼子的堿基序列為TAC，根據(jù)堿基互補配對原則，起始密碼子是AUG；①②③三個元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號的誘導下，導致此基因表達出不同的OrERF蛋白，以適應(yīng)高鹽、干旱、低溫環(huán)境，此現(xiàn)象說明一個基因可以控制多個性狀，基因和環(huán)境共同決定生物的性狀。

(2) ①可利用PCR技術(shù)在體外大量擴增目的基因。PCR技術(shù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制，而DNA復(fù)制為半保留復(fù)制�？梢�，如果開始的OrERF基因只有一個，第n次循環(huán)共形成2n個OrERF基因，其中含有最初模板鏈的2個OrERF基因各含有1個引物，其余(2n－2)個OrERF基因均含有2個引物，因此需要引物[(2n－2)＋2]÷2＝2n-1對。

② OrERF基因需插入Ti質(zhì)粒的T-DNA片段中的原因是：T-DNA可轉(zhuǎn)移到受體細胞，并整合到受體細胞染色體的DNA上。

③欲獲得抗高鹽的擬南芥植株，在圖中d階段進行植物組織培養(yǎng)時，其培養(yǎng)基中除加入必須的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素（生長素和細胞分裂素）和瓊脂外，還需添加高鹽（高濃度的NaCl）物質(zhì)，以便將抗高鹽的擬南芥植株篩選出來。

(3)分析柱形圖可知：高鹽處理后12小時OrERF基因的表達顯著增加。

(4) 由圖可知，轉(zhuǎn)錄因子OrERF通過激活RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，啟動轉(zhuǎn)錄的過程。