Question

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

（1）科研人員對(duì)水稻OrERF基因上游部分中的轉(zhuǎn)錄模板鏈進(jìn)行測(cè)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(gè)元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號(hào)的誘導(dǎo)下，導(dǎo)致此基因表達(dá)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(shuō)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(qiáng)的植株，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下圖：

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

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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和瓊脂外，還需添加_________物質(zhì)，一段時(shí)間后，可獲得抗高鹽的擬南芥植株。

（3）實(shí)驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因擬南芥植株中OrERF基因在高鹽條件下的表達(dá)水平，結(jié)果如圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，高鹽處理后______小時(shí)OrERF基因的表達(dá)顯著增加。

（4） 植物感受外界干旱、高鹽、低溫等信號(hào)，通過(guò)一系列信息傳遞合成轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子OrERF對(duì)下游基因調(diào)節(jié)過(guò)程如圖，其通過(guò)_________________________，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄的 過(guò)程。最后通過(guò)基因產(chǎn)物的作用對(duì)外界信號(hào)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(gè)基因可以控制多個(gè)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(xì)胞，并整合到受體細(xì)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(dá)、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(shí)、形成清晰的知識(shí)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(diǎn)，圍繞上述相關(guān)知識(shí)，對(duì)各問(wèn)題情境進(jìn)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T(mén)AC，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，起始密碼子是AUG；①②③三個(gè)元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號(hào)的誘導(dǎo)下，導(dǎo)致此基因表達(dá)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(shuō)明一個(gè)基因可以控制多個(gè)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(kuò)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�(jiàn)，如果開(kāi)始的OrERF基因只有一個(gè)，第n次循環(huán)共形成2n個(gè)OrERF基因，其中含有最初模板鏈的2個(gè)OrERF基因各含有1個(gè)引物，其余(2n－2)個(gè)OrERF基因均含有2個(gè)引物，因此需要引物[(2n－2)＋2]÷2＝2n-1對(duì)。

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(xì)胞，并整合到受體細(xì)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(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)，其培養(yǎng)基中除加入必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素（生長(zhǎng)素和細(xì)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(lái)。

(3)分析柱形圖可知：高鹽處理后12小時(shí)OrERF基因的表達(dá)顯著增加。

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