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、高溫條件下進行處理,請根據(jù)后續(xù)實驗過程分析:
①檢測RNZ基因的表達情況。請依據(jù)所學知識,寫出以基因轉錄相對數(shù)量為指標,檢測S2葉片和幼穗RNZ基因表達情況的基本程序。分別提取葉片或幼穗總RNA,進行反轉錄;根據(jù)cDNA序列設計引物,PCR擴增,從而檢測RNZ其因表達情況分別提取葉片或幼穗總RNA,進行反轉錄;根據(jù)cDNA序列設計引物,PCR擴增,從而檢測RNZ其因表達情況。
②實驗記錄數(shù)據(jù)如圖。與S2葉片中RNZ基因表達情況比較,溫度變化對S2幼穗中RNZ基因表達的影響是無論低溫和高溫,S2幼穗中RNZ基因表達量均比葉片要少;高溫比低溫使幼穗RNZ基因表達量減少的更多無論低溫和高溫,S2幼穗中RNZ基因表達量均比葉片要少;高溫比低溫使幼穗RNZ基因表達量減少的更多。
(2)已知RNZ基因編碼的核糖核酸酶在生物體各組織細胞中廣泛存在,催化tRNA的加工。依據(jù)上述實驗結果,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驗:
①構建RNZ-GFP融合基因表達載體(GFP為綠色熒光蛋白基因)。此表達載體除具有融合基因、啟動子、終止子外,還應具有供篩選用的標記基因供篩選用的標記基因。
②將表達載體導入水稻原生質(zhì)體(水稻體細胞)或外植體水稻原生質(zhì)體(水稻體細胞)或外植體中,然后通過植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)技術獲得轉入RNZ-GFP融合基因 的水稻。
③實驗者將轉基因植物細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本實驗還應補充一組將只含GFP的表達載體導入水稻幼苗原生質(zhì)體(水稻體細胞)中表達將只含GFP的表達載體導入水稻幼苗原生質(zhì)體(水稻體細胞)中表達作為對照,若結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制,請寫出接下來可以進一步研究的問題。(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蛋白的表達的機制;尋找本實驗溫敏不育品系中與雄性不育相關的其它基因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蛋白的表達的機制;尋找本實驗溫敏不育品系中與雄性不育相關的其它基因。
【考點】遺傳信息的轉錄和翻譯;生物變異的類型綜合.
【答案】分別提取葉片或幼穗總RNA,進行反轉錄;根據(jù)cDNA序列設計引物,PCR擴增,從而檢測RNZ其因表達情況;無論低溫和高溫,S2幼穗中RNZ基因表達量均比葉片要少;高溫比低溫使幼穗RNZ基因表達量減少的更多;供篩選用的標記基因;水稻原生質(zhì)體(水稻體細胞)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的表達載體導入水稻幼苗原生質(zhì)體(水稻體細胞)中表達;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蛋白的表達的機制;尋找本實驗溫敏不育品系中與雄性不育相關的其它基因
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
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行DNA的復制和有關蛋白質(zhì)的合成。回答下列問題:
(1)在DNA的復制過程中,DNA在
(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 發(fā)布:2025/1/21 8:0:1組卷:2引用:2難度:0.6 -
2.下列關于密碼子的敘述,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個密碼子對應的堿基對,在表達過程中存在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( )
發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.8