高中 | 第2节 基因表达与性状的关系 题目答案及解析

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必修二 遗传与进化

第四章 基因的表达

第2节 基因表达与性状的关系

为研究番茄体内油菜素内酯($\rm BR$)和脱落酸($\rm ABA$)应对低温胁迫的机制,科学家进行了相关研究。

油菜素内酯和脱落酸是植物体产生的,对生命活动起                 作用的微量有机物。

[["调节"]]

油菜素内酯和脱落酸属于植物激素,对植物生命活动起到调节作用。

用适量的$\rm BR$$\rm ABA$分别处理番茄植株,检测叶片电导率(与植物细胞膜受损伤程度呈正相关),结果如图$\rm 1$

①图$\rm 1$结果表明$\rm BR$$\rm ABA$有效                                                                低温对植物细胞膜的损伤程度。

②已知$\rm N$酶是催化$\rm ABA$合成的关键酶。根据图$\rm 2$,推测$\rm BR$可能通过                                                                ,进而促进$\rm ABA$合成。

[["

缓解(减轻或降低);促进$\\rm N$基因表达

"]]

①与野生型相比,添加$\rm BR$$\rm ABA$,植株在低温环境下叶片电导率显著下降,能有效缓解低温对植物细胞膜的损伤程度。②经低温处理后,$\rm BR$合成缺陷突变体中的$\rm N$基因表达量和$\rm ABA$含量均显著低于野生型,表明$\rm BR$可能通过促进$\rm N$基因表达,进而促进$\rm ABA$合成。

①研究发现,$\rm BR$处理后的番茄植株中$\rm BIN$蛋白和$\rm BZR$蛋白含量均有一定改变。$\rm BZR$是一种转录因子,当其处于去磷酸化状态能使相关基因启动转录。为研究$\rm BIN$$\rm BZR$的关系,科学家进行了相关实验,结果如下表,表明$\rm BIN$                 $\rm BZR$磷酸化,从而                 $\rm BZR$的功能。

常温低温
野生型$\rm BIN$缺失型野生型$\rm BIN$缺失型
去磷酸化$\rm BZR$蛋白$\rm 0.25$$\rm 0.69$$\rm 0.41$$\rm 0.84$

②在上述实验基础上,科学家通过实验进一步证明$\rm BIN$依赖$\rm BZR$促进$\rm ABA$的合成,进而提高番茄的耐冷能力。

[["促进","抑制"]]

与常温下野生型相比,常温下$\rm BIN$缺失型、野生型和低温下$\rm BIN$缺失型的去磷酸化$\rm BZR$蛋白的含量均增加,且低温下$\rm BIN$缺失型的去磷酸化$\rm BZR$蛋白的含量最多,表明$\rm BIN$能促进$\rm BZR$磷酸化,从而抑制$\rm BZR$的功能,低温环境能够抑制$\rm BIN$的作用。

依据上述所有研究结果,完善$\rm BR$$\rm ABA$应对低温胁迫的机制,请在$\rm (\qquad)$中选填“$\rm +$”、“$\rm -$”($\rm +$表示促进,$\rm -$表示抑制)。

[["

"]]

结合($\rm 2$)和($\rm 3$)可知,$\rm BR$可能通过促进$\rm N$基因表达,进而促进$\rm ABA$合成。$\rm BR$处理后的番茄植株中$\rm BIN$蛋白和$\rm BZR$蛋白含量均有一定改变,$\rm BIN$依赖$\rm BZR$促进$\rm ABA$的合成,而$\rm BIN$能促进$\rm BZR$磷酸化,从而抑制$\rm BZR$的功能,低温环境能够抑制$\rm BIN$的作用。因此低温环境下,低温促进$\rm BR$表达,$\rm BR$抑制$\rm BIN$$\rm BZR$磷酸化作用,从而促进$\rm N$基因表达,进而促进$\rm ABA$合成,降低叶片电导率,有效缓解低温对植物细胞膜的损伤程度。$\rm BR$$\rm ABA$应对低温胁迫的机制用下图表示:  。

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