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水稻是自花傳粉作物,雜交水稻育種成功得益于對雄性不育性狀的利用,育種工作者就某水稻品系中發(fā)現(xiàn)的雄性不育基因開展了下面的一系列研究。
(1)水稻在抽穗期,幼穗中的雄蕊進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生花粉,此期間水稻對溫度敏感。溫敏雄性不育系S2表現(xiàn)為高溫條件下(≥25℃)雄性不育,此雄性不育性狀由RNZ基因控制。為了研究高溫對RNZ基因表達(dá)的影響,研究人員選取長勢基本一致的S2植株,均分為兩組分別在低溫、高溫條件下進(jìn)行處理,請根據(jù)后續(xù)實(shí)驗過程分析:
①檢測RNZ基因的表達(dá)情況。請依據(jù)所學(xué)知識,寫出以基因轉(zhuǎn)錄相對數(shù)量為指標(biāo),檢測S2葉片和幼穗RNZ基因表達(dá)情況的基本程序。
分別提取葉片或幼穗總RNA,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄;根據(jù)cDNA序列設(shè)計引物,PCR擴(kuò)增,從而檢測RNZ其因表達(dá)情況
分別提取葉片或幼穗總RNA,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄;根據(jù)cDNA序列設(shè)計引物,PCR擴(kuò)增,從而檢測RNZ其因表達(dá)情況
。
②實(shí)驗記錄數(shù)據(jù)如圖。與S2葉片中RNZ基因表達(dá)情況比較,溫度變化對S2幼穗中RNZ基因表達(dá)的影響是
無論低溫和高溫,S2幼穗中RNZ基因表達(dá)量均比葉片要少;高溫比低溫使幼穗RNZ基因表達(dá)量減少的更多
無論低溫和高溫,S2幼穗中RNZ基因表達(dá)量均比葉片要少;高溫比低溫使幼穗RNZ基因表達(dá)量減少的更多
。
(2)已知RNZ基因編碼的核糖核酸酶在生物體各組織細(xì)胞中廣泛存在,催化tRNA的加工。依據(jù)上述實(shí)驗結(jié)果,研究人員猜測,由于葉片光合速率不同于幼穗,RNZ編碼產(chǎn)物可能也分布于葉綠體中。為驗證此推測,研究人員做了如下實(shí)驗:
①構(gòu)建RNZ-GFP融合基因表達(dá)載體(GFP為綠色熒光蛋白基因)。此表達(dá)載體除具有融合基因、啟動子、終止子外,還應(yīng)具有
供篩選用的標(biāo)記基因
供篩選用的標(biāo)記基因
。
②將表達(dá)載體導(dǎo)入
水稻原生質(zhì)體(水稻體細(xì)胞)或外植體
水稻原生質(zhì)體(水稻體細(xì)胞)或外植體
中,然后通過
植物組織培養(yǎng)
植物組織培養(yǎng)
技術(shù)獲得轉(zhuǎn)入RNZ-GFP融合基因 的水稻。
③實(shí)驗者將轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞置于適宜的波長光譜的激發(fā)下(該操作會使葉綠體會發(fā)出紅色熒光),觀察到
紅色熒光與綠色熒光重疊
紅色熒光與綠色熒光重疊
,證明RNZ蛋白定位在葉綠體中。
④本實(shí)驗還應(yīng)補(bǔ)充一組
將只含GFP的表達(dá)載體導(dǎo)入水稻幼苗原生質(zhì)體(水稻體細(xì)胞)中表達(dá)
將只含GFP的表達(dá)載體導(dǎo)入水稻幼苗原生質(zhì)體(水稻體細(xì)胞)中表達(dá)
作為對照,若結(jié)果為
葉綠體紅色熒光與熒光蛋白綠色熒光位置不重疊
葉綠體紅色熒光與熒光蛋白綠色熒光位置不重疊
能支持③的結(jié)論成立。
(3)根據(jù)以上研究成果,為了最終揭示溫敏雄性不育的機(jī)制,請寫出接下來可以進(jìn)一步研究的問題。(寫出1個即可)
RNZ蛋白是通過影響光合速率來影響雄性不育;RNZ蛋白如何在幼穗成熟或減數(shù)分裂中發(fā)揮作用;葉綠體中溫度影響RNZ蛋白的表達(dá)的機(jī)制;尋找本實(shí)驗溫敏不育品系中與雄性不育相關(guān)的其它基因
RNZ蛋白是通過影響光合速率來影響雄性不育;RNZ蛋白如何在幼穗成熟或減數(shù)分裂中發(fā)揮作用;葉綠體中溫度影響RNZ蛋白的表達(dá)的機(jī)制;尋找本實(shí)驗溫敏不育品系中與雄性不育相關(guān)的其它基因
。

【答案】分別提取葉片或幼穗總RNA,進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄;根據(jù)cDNA序列設(shè)計引物,PCR擴(kuò)增,從而檢測RNZ其因表達(dá)情況;無論低溫和高溫,S2幼穗中RNZ基因表達(dá)量均比葉片要少;高溫比低溫使幼穗RNZ基因表達(dá)量減少的更多;供篩選用的標(biāo)記基因;水稻原生質(zhì)體(水稻體細(xì)胞)或外植體;植物組織培養(yǎng);紅色熒光與綠色熒光重疊;將只含GFP的表達(dá)載體導(dǎo)入水稻幼苗原生質(zhì)體(水稻體細(xì)胞)中表達(dá);葉綠體紅色熒光與熒光蛋白綠色熒光位置不重疊;RNZ蛋白是通過影響光合速率來影響雄性不育;RNZ蛋白如何在幼穗成熟或減數(shù)分裂中發(fā)揮作用;葉綠體中溫度影響RNZ蛋白的表達(dá)的機(jī)制;尋找本實(shí)驗溫敏不育品系中與雄性不育相關(guān)的其它基因
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:73引用:3難度:0.6
相似題
  • 1.減數(shù)第一次分裂之前的間期需進(jìn)行DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)在DNA的復(fù)制過程中,DNA在
     
    的作用下,雙螺旋鏈解開成為兩條單鏈,并以
     
    為模板合成子代DNA分子。子DNA分子中總有一條鏈來自上一代的母鏈,由此可證明DNA的復(fù)制特點(diǎn)之一為
     
    。
    (2)某基因中非模板鏈上的一段序列堿基為…TAT GAG CTC GAG TAT GAG CTC ……,根據(jù)下表提供的遺傳密碼推測該堿基序列對應(yīng)的DNA片段所編碼的氨基酸序列為:
     

    密碼子 CAC UAU AUA CUC GUG UCC GAG
    氨基酸 組氨酸 酪氨酸 異亮氨酸 亮氨酸 纈氨酸 絲氨酸 谷氨酸
    (3)基因控制蛋白質(zhì)的合成先后包含
     
     
    兩個過程,前一過程原材料到達(dá)指定位置需遵循
     
    原則,后一過程原材料達(dá)到指定位置需要
     
    的轉(zhuǎn)運(yùn)。

    發(fā)布:2025/1/21 8:0:1組卷:2引用:2難度:0.6
  • 2.下列關(guān)于密碼子的敘述,正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/14 8:0:1組卷:1引用:1難度:0.8
  • 3.RNA編輯是某些RNA,特別是mRNA前體的一種加工方式,如插入、刪除或取代一些核苷酸,導(dǎo)致DNA所編碼的mRNA發(fā)生改變。載脂蛋白基因編碼區(qū)共有4563個密碼子對應(yīng)的堿基對,在表達(dá)過程中存在RNA編輯現(xiàn)象。如圖是在哺乳動物肝臟和腸組織中分離到的載脂蛋白mRNA序列,兩種RNA只有圖示中的堿基不同。據(jù)此分析,下列敘述正確的是( ?。?br />

    發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.8
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