Question

【题目】水稻种子在萌发过程中，胚会产生赤霉素(GA)，GA可诱导种子产生a-淀粉酶。为研究GA的作用机制，进行如下实验。

(1)选择____（填“带”或“不带”）胚的半粒种子，用外源GA处理，一段时间后提取种子中的mRNA，结果如下图所示：

该结果显示_________的产生是受 _________的诱导。

(2)进一步研究发现，GA的作用机制如下图所示：

①产生的GA活化了种子细胞内的GIDI蛋白，该蛋白促进了___________的降解，解除了对 ______基因的抑制作用，该基因的表达产物与GARE序列结合，又开启了______基因的表达。

②GARE序列几个碱基的改变使得GAMYB转录因子无法与其结合。该序列改变的杂合种子萌发时， _____（填“能”或“不能”）产生a-淀粉酶，原因是_________________________。

Answer 1

【答案】 不带 α－淀粉酶的mRNA GAMBY的mRNA 抑制蛋白 GAMYB α－淀粉酶 能 杂合子中有GARE序列没有改变的基因，能受GAMYB转录因子的诱导产生a-淀粉酶

【解析】试题分析：a-淀粉酶基因转录形成a-淀粉酶mRNA，a-淀粉酶mRNA翻译形成多肽，转录发生在细胞核中翻译过程在在细胞质中的核糖体上；根据第二幅图可以看出，GAMYB转录因子促进α-淀粉酶基因的表达，根据第一幅图可以看出，GAMBY的mRNA在细胞内的含量先增加，α-淀粉酶的mRNA的含量随后增加，证明了α-淀粉酶的mRNA的产生是受GAMBY的mRNA的诱导。基因中启动子是RNA聚合酶的结合位点，抑制蛋白与启动子结合后，导致RNA聚合酶不能与启动子结合，使转录不能正常进行；赤霉素活化以后，产生G1D1蛋白促进抑制蛋白水解，进而促进GAMBY基因表达，GAMBY基因表达的产物是GAMBY转录因子促进α-淀粉酶转录表达出α-淀粉酶。

（1）由于水稻种子的胚在萌发过程中，胚会产生赤霉素，所以实验中要选择不带胚的半粒种子；用外源GA处理，一段时间后提取种子中的mRNA，结果如图1所示：GAMBY的mRNA在细胞内的含量先增加，α-淀粉酶的mRNA的含量随后增加，该结果显示α-淀粉酶的mRNA的产生是受GAMBY的mRNA的诱导。

（2）①根据题意和图示分析可知：胚产生的GA活化了种子细胞内的GID1蛋白，该蛋白促进了抑制蛋白的降解，解除了对GAMYB基因的抑制作用，使该基因产生GAMYB转录因子，而GAMYB转录因子又与GARE序列结合，从而开启了α-淀粉酶基因的表达。

②GARE序列几个碱基的改变使得GAMYB转录因子无法与其结合，但由于杂合子中有GARE序列没有改变的基因，能受GAMYB转录因子的诱导产生a-淀粉酶，所以该序列改变的杂合种子萌发时，能产生a-淀粉酶。