Question

【题目】某些植物在进化过程中已经形成抵抗干旱、低温和高盐等逆境的调控机制，感受并响应各种外界刺激。转录因子OrERF是一类蛋白质，在植物抵抗逆境时发挥重要作用。科研人员对水稻OrERF基因进行系列研究。

（1）科研人员对水稻OrERF基因上游部分中的转录模板链进行测序，结果如下：

OrERF基因转录出的mRNA中的起始密码子是_______。①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，导致此基因表达出不同的OrERF蛋白，以适应高盐、干旱、低温环境，此现象说明_______________。

（2）科研人员欲将水稻OrERF基因导入拟南芥体内，获得抗逆性强的植株，设计的实验方案如下图：

① 可利用_________技术获得并扩增此基因。如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环需要引物_____________对。

② OrERF基因需插入Ti质粒的T-DNA片段中，原因是________________________。

③ 图中d阶段需要应用植物组织培养技术，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素和琼脂外，还需添加_________物质，一段时间后，可获得抗高盐的拟南芥植株。

（3）实验检测转基因拟南芥植株中OrERF基因在高盐条件下的表达水平，结果如图。实验结果表明，高盐处理后______小时OrERF基因的表达显著增加。

（4） 植物感受外界干旱、高盐、低温等信号，通过一系列信息传递合成转录因子。转录因子OrERF对下游基因调节过程如图，其通过_________________________，启动转录的 过程。最后通过基因产物的作用对外界信号在生理生化等方面作出适合的调节反应。

Answer 1

【答案】 AUG 一个基因可以控制多个性状，基因和环境共同决定生物的性状 PCR 2n-1 T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上 高盐（高浓度的NaCl） 12 激活RNA 聚合酶转录复合物(或答与RNA 聚合酶结合)

【解析】试题分析：理清基因的表达、基因与性状的关系、基因工程的基本操作程序、植物组织培养技术等相关的基础知识、形成清晰的知识网络。在此基础上，从题图和题意中提取有效信息作为解题的切入点，围绕上述相关知识，对各问题情境进行分析作答。

(1) 模板链中转录成起始密码子的碱基序列为TAC，根据碱基互补配对原则，起始密码子是AUG；①②③三个元件分别在高盐、干旱、低温不同信号的诱导下，导致此基因表达出不同的OrERF蛋白，以适应高盐、干旱、低温环境，此现象说明一个基因可以控制多个性状，基因和环境共同决定生物的性状。

(2) ①可利用PCR技术在体外大量扩增目的基因。PCR技术的原理是DNA双链复制，而DNA复制为半保留复制。可见，如果开始的OrERF基因只有一个，第n次循环共形成2n个OrERF基因，其中含有最初模板链的2个OrERF基因各含有1个引物，其余(2n－2)个OrERF基因均含有2个引物，因此需要引物[(2n－2)＋2]÷2＝2n-1对。

② OrERF基因需插入Ti质粒的T-DNA片段中的原因是：T-DNA可转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上。

③欲获得抗高盐的拟南芥植株，在图中d阶段进行植物组织培养时，其培养基中除加入必须的营养物质、植物激素（生长素和细胞分裂素）和琼脂外，还需添加高盐（高浓度的NaCl）物质，以便将抗高盐的拟南芥植株筛选出来。

(3)分析柱形图可知：高盐处理后12小时OrERF基因的表达显著增加。

(4) 由图可知，转录因子OrERF通过激活RNA聚合酶转录复合物，启动转录的过程。