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近日,中國農科院周文彬團隊在水稻中發(fā)現一個低氮誘導下表達量顯著上升的基因OsDREBIC(簡稱D基因)。為了探究D基因的作用,科研人員將D基因導入野生型水稻,獲得轉基因水稻。該實驗主要流程如下,其中HHyg為潮霉素抗性基因,Kan'為卡拉霉素抗性基因,請回答。
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(1)提取水稻的
RNA
RNA
,經過逆轉錄獲得cDNA,以cDNA為模板設計引物擴增D基因。為使目的基因與載體正確連接,在設計上游引物時需添加限制酶
BamHI
BamHI
的識別序列。
(2)切割無菌苗葉片置于添加
生長素和細胞分裂素
生長素和細胞分裂素
(填植物激素的名稱)的培養(yǎng)上,誘導形成愈傷組織。農桿菌轉化愈傷組織時,用含
潮霉素
潮霉素
的選擇培養(yǎng)基篩選轉化的愈傷組織。將經組織培養(yǎng)獲得的D基因過度表達水稻種植,發(fā)現產量較野生型水稻高41.3%~68%。
(3)進一步研究發(fā)現,D基因表達產物發(fā)揮轉錄因子作用。轉錄因子是一類與基因上游特定序列專一性結合,激活或者抑制基因表達的蛋白質。已知R基因會提高水稻光合作用中二氧化碳固定酶的含量和活性。為探究D轉錄因子對R基因的表達的影響,團隊人員用熒光素酶(能夠催化熒光素氧化發(fā)光的酶)報告基因法,將
R
R
基因的啟動子與熒光素酶基因融合形成嵌合基因表達載體(P1),與另一個含有D基因的表達載體(P2)一起導入水稻原生質體,得到實驗組。加入熒光素后,結果如圖2。
①對照組水稻:原生質體應導入
P1+不含有D基因的P2
P1+不含有D基因的P2
。
②科學家繼續(xù)用N基因(氮素吸收轉運相關基因)替代R基因,進行如上實驗,熒光對比結果類似。結合以上實驗結果推測D基因有助于大幅增產的分子機制:
D基因通過表達D轉錄因子,同時激活R基因和N基因的表達,分別提高二氧化碳固定酶的含量和活性、促進氮素吸收轉運,從而實現水稻大幅增產
D基因通過表達D轉錄因子,同時激活R基因和N基因的表達,分別提高二氧化碳固定酶的含量和活性、促進氮素吸收轉運,從而實現水稻大幅增產

【答案】RNA;BamHI;生長素和細胞分裂素;潮霉素;R;P1+不含有D基因的P2;D基因通過表達D轉錄因子,同時激活R基因和N基因的表達,分別提高二氧化碳固定酶的含量和活性、促進氮素吸收轉運,從而實現水稻大幅增產
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:14引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.RNA沉默是雙鏈RNA被特異性的核酸酶降解,產生小干擾RNA(siRNA),這些siRNA與同源的靶RNA互補結合,特異降解靶RNA,從而抑制基因表達。棉蚜是棉花的主要害蟲,嚴重危害棉花的生產。E基因是棉蚜生長發(fā)育的重要基因,為了控制棉蚜對棉花的危害,科研人員通過轉基因技術,在棉花中表達棉蚜E基因的雙鏈RNA(dsRNA),特異性抑制棉蚜內源E基因的表達。如圖是主要流程,請回答:

    限制酶 識別序列和切點
    EcoRⅠ G↓AATTC
    KpnⅠ G↓GTACC
    BamHⅠ G↓GATCC
    XbaⅠ T↓CTAGA
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    (1)根據PCR1反應體系中加入的引物1和2推測PCR2中加入的引物為
     

    A.5'-AAATCTAGAAGCGACTCAAGATCATGGAGTAT-3'
    B.5'-AAATCTAGACTGCCACTTCTTCAACTAATTCT-3'
    C.5'-AAAGGATCCAGCGACTCAAGATCATGGAGTAT-3'
    D.5'-AAAGGATCCCTGCCACTTCTTCAACTAATTCT-3'
    (2)從理論上推測,PCR1第五輪循環(huán)產物中含有引物1的DNA片段所占的比例為
     
    。圖中正義序列和反義序列中堿基排列順序
     
    (填“大多數相同”或“大多數不同”或“相同”或“不同”)。過程①需要的工具酶除限制酶外還需要
     
    。
    (3)過程②將表達載體轉化到經
     
    處理的農桿菌菌株后,為了確定重組質粒已經成功轉化可以通過
     
    驗證。
    (4)過程④愈傷組織形成棉花植株的過程稱為
     
    。轉基因棉花再生植株移栽到溫室后,葉片涂抹
     
    檢測抗性,并提取DNA進行PCR分析。
    (5)科研人員采用特定的方法大量提取成功轉化的4株棉花植株葉片的基因組DNA,用HindⅢ完全消化,消化產物經電泳、轉膜后與目的基因的探針雜交,其雜交帶結果如圖2所示(圖中數字2~5代表轉化成功的植株,數字1代表對照組)。下列有關分析正確的有
     

    ①對照組可以用非轉基因棉花的基因組DNA進行實驗
    ②數字3所代表的植株中目的基因插入染色中的兩個不同位置
    ③選擇HindⅢ進行消化的原因是基因組DNA中一般只有1~2切點
    ④相同位置上雜交帶對應DNA片段的脫氧核苷酸序列相同
    (6)科研人員進一步鑒定上述4號泳道對應的植株,確定獲得一株轉基因抗性植株CZ4,CZ4連續(xù)自交兩代,則F2中抗性植株占比為
     

    發(fā)布:2024/10/17 17:0:4組卷:11引用:1難度:0.4
  • 菁優(yōu)網2.某研究小組利用水稻細胞培育能產生HPV(人乳頭瘤病毒)-L1蛋白的水稻胚乳細胞生物反應器,為獲得HPV-L1蛋白提供一種新的高效、低廉的途徑,用于制備HPV疫苗。其基本流程包括表達載體的構建、農桿菌轉化、水稻細胞轉化、轉基因植株的篩選等步驟,最終獲得能產生含HPV-L1蛋白胚乳細胞的轉基因水稻?;卮鹣铝袉栴}:
    (1)PCR是獲取HPV-L1基因的一種方法,PCR反應體系設計的兩種引物,在引物間和引物內的堿基都不能互補,其原因是
     
    。
    (2)農桿菌轉化:科研人員構建了如圖所示的表達載體,將其與經過Ca2+處理后的農桿菌細胞混合,隨后將菌液涂布在含
     
    的培養(yǎng)基上培養(yǎng),挑取菌落進行PCR鑒定后再擴大培養(yǎng)待用。
    (3)水稻細胞轉化:取水稻離體組織置于誘導培養(yǎng)基啟動子潮霉素啟動子抗性基因中發(fā)生
     
    過程形成愈傷組織。挑取生長良好的愈傷組織加入到(2)中得到的菌液中共培養(yǎng),完成轉化過程。
    (4)轉基因水稻的篩選:將轉化處理后的水稻愈傷組織放在含
     
    (抗生素)的培養(yǎng)基中選擇培養(yǎng),并誘導出轉基因水稻。
    (5)水稻胚乳生物反應器具有提取和處理產物簡易、生產成本低和生物安全性高等特點,從而被廣泛應用。請在分子水平上提出兩個提高水稻胚乳生物反應器產物產量的思路:
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 0:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網3.α-淀粉酶被廣泛應用于生產過程中。為獲得催化活性高的α-淀粉酶,科研人員利用細菌進行改造。
    (1)α-淀粉酶能將
     
    水解為低聚糖和單糖,其催化活性高低往往取決于該酶活性中心的
     
    結構。
    (2)科研人員提取枯草芽孢桿菌的表達載體,插入大腸桿菌復制原點以及氨芐青霉素抗性基因,構建如圖所示重組穿梭載體。
    ①根據α-淀粉酶活性中心的氨基酸序列,通過
     
    工程得到α-淀粉酶突變基因。
    ②構建圖中所示重組穿梭載體需要的酶是
     
    。插入大腸桿菌復制原點的目的是
     
    。
    ③將含有α-淀粉酶突變基因的重組穿梭載體導入
     
    的大腸桿菌細胞中。將大腸桿菌菌液涂布于含
     
    的選擇培養(yǎng)基上,待長出菌落后,用PCR方法檢驗成功轉化的細胞。
    (3)培養(yǎng)轉化成功的大腸桿菌并從中提取重組穿梭載體,導入枯草芽孢桿菌。將培養(yǎng)得到的枯草桿菌菌液涂布于含淀粉的培養(yǎng)基上,一段時間后選擇
     
    的菌落,從中可篩選得到催化活性較高的α-淀粉酶。
    (4)請舉一例說明本實驗獲得的催化活性高的α-淀粉酶在生產中的應用價值:
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:13難度:0.6
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