高中 | 第2节 基因工程的基本操作程序 题目答案及解析

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选择性必修三 生物技术与工程

第三章 基因工程

第2节 基因工程的基本操作程序

香蕉果实发育初期,果肉细胞积累大量的淀粉。成熟时,果皮由绿变黄,果肉逐渐变软。

香蕉果实成熟过程中乙烯含量增加,促进淀粉彻底水解为                 ,果肉逐渐变甜。

[["葡萄糖"]]

淀粉不具有甜味,可溶性糖具有甜味,香蕉果实成熟过程中乙烯含量增加,乙烯促进淀粉水解形成可溶性糖。

测定香蕉成熟过程中淀粉水解酶$\rm D$和乙烯响应蛋白$\rm H$表达量,结果如图$\rm 1$  

由图可知,乙烯的作用是                                  

[["

使$\\rm H$$\\rm D$蛋白含量高峰提前

"]]

由柱形图可知,自然成熟过程中,$\rm D$蛋白和$\rm H$蛋白含量随时间的变化趋势均为先增大再减小,乙烯诱导成熟的过程中,$\rm H$$\rm D$蛋白含量高峰提前。

为研究乙烯对$\rm D$基因和$\rm H$基因表达的调控机制。构建$\rm 4$种表达载体,分别导入香蕉细胞获得转基因植株。将各组香蕉果实分别贮存在有或无乙烯环境中,果肉横切显色结果如下表。(组成型启动子在所有细胞中保持持续活性。$\rm GUS$基因的表达产物能使无色底物显现蓝色)

分组表达载体类型显色结果
有乙烯无乙烯
$\rm 1$组成型启动子$\rm +GUS$基因蓝色蓝色
$\rm 2$无功能启动子$\rm +GUS$基因无色无色
$\rm 3$$\rm D$ 基因启动子$\rm +GUS$基因蓝色无色
$\rm 4$$\rm H$ 基因启动子$\rm +GUS$基因蓝色无色

该实验的对照组为                组。实验结果表明                                                  

[["

$\\rm 1$$\\rm 2$;乙烯促进了$\\rm D$基因和$\\rm H$基因的转录(表达)

"]]

分析表格信息可知,$\rm 1$$\rm 2$组是对照组,该结果表明,有乙烯时,$\rm 3$组、$\rm 4$组都与$\rm 1$组一样,呈现蓝色,无乙烯时,$\rm 3$组和$\rm 4$组不呈现蓝色,因此说明乙烯促进$\rm H$基因、$\rm D$基因转录(表达)。

为探究$\rm H$基因与$\rm D$基因的关系,科学家筛选获得重组酵母细胞,其操作步骤如下。

①先将载体$\rm 1$导入亮氨酸缺陷型酵母细胞。因无转录因子蛋白作用于$\rm D$基因启动子,导致$\rm AbA$'基因(金担子素抗性基因)无法表达,可通过                 筛选出重组酵母。

②再将载体$\rm 2$导入①步骤获得的重组酵母,接种到选择培养基上,筛选获得如图$\rm 2$所示重组酵母细胞。培养基上出现菌落说明$\rm H$基因的表达产物是$\rm D$基因的转录因子。关于该选择培养基的配方正确是                 

  

$\rm A$.加亮氨酸和$\rm AbA$        $\rm B$.不加亮氨酸,加$\rm AbA$

$\rm C$.不加亮氨酸和$\rm AbA$    $\rm D$.加亮氨酸,不加$\rm AbA$

[["$\\rm PCR$$\\rm DNA$分子杂交技术","$\\rm B$"]]

①筛选出重组酵母细胞的方法是$\rm PCR$$\rm DNA$分子杂交技术。 ②如果$\rm H$基因的表达产物是$\rm D$基因的转录因子,该细胞亮氨酸缺陷型酵母细胞,因此培养基中不加亮氨酸,而加入$\rm AbAr$(金担子素),由于$\rm H$基因存在,$\rm H$基因表达的产物启动$\rm D$基因表达,进而使金担子素抗性基因表达,对金担子素表现出抗性而出现菌落。

综合上述实验结果,乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体路径为                                                                                 

[["

乙烯促进$\\rm H$基因表达,合成的$\\rm H$蛋白促进了$\\rm D$基因表达,合成的淀粉水解酶增加,催化果肉中的淀粉转化为可溶性糖

"]]

综合上述实验结果,乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体路径为乙烯促进$\rm H$基因表达,合成的$\rm H$蛋白促进$\rm D$基因表达,合成的淀粉水解酶增加,催化淀粉水解形成可溶性糖。

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