Question

【題目】玉米是全球最重要的農(nóng)作物之一，寒冷條件下其產(chǎn)量降低，科研人員推測(cè)這可能與植物體內(nèi)的一種酶（RuBisco）的含量有關(guān)。為探究其含量與低溫（14℃）脅迫下玉米產(chǎn)量的關(guān)系，科研人員利用轉(zhuǎn)基因玉米進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。

（1）首先獲得目的基因RAP1（編碼RuBisco大小亞基組裝的分子伴侶）和LSSS（編碼RuBisco的大小亞基），再利用____________酶將目的基因分別與____________結(jié)合，并用________法導(dǎo)入普通玉米中，獲得轉(zhuǎn)基因玉米。

（2）在實(shí)驗(yàn)中（如圖），圖1應(yīng)使用_______玉米，與轉(zhuǎn)基因玉米（圖2、3、4）一起在25℃的溫度下生長(zhǎng)了三周，然后將溫度降低到___________生長(zhǎng)兩周，然后又升高到25℃。

（3）描述上圖所示實(shí)驗(yàn)結(jié)果：______________；為使實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)補(bǔ)充一組對(duì)照，具體處理是：_______________。

（4）此外科研人員還對(duì)株高、干重及葉面積進(jìn)行了測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明RuBisco可能是通過(guò)影響葉面積的大小來(lái)影響光合作用強(qiáng)度進(jìn)而影響產(chǎn)量的。為進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)論還需要______________。

Answer 1

【答案】限制酶和DNA連接酶 載體（質(zhì)粒） 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法/鳥(niǎo)槍法/花粉管通道法 非轉(zhuǎn)基因（野生型） 14℃ 與1和2相比LSSS（3）和LSSS-RAF1（4）組玉米長(zhǎng)勢(shì)較好，且3和4組無(wú)明顯差異 野生型玉米一直在25℃的溫度下生長(zhǎng) 測(cè)定各組中RuBisCo酶的含量及成熟時(shí)玉米籽粒的干重

【解析】

根據(jù)題干信息和圖形分析，該實(shí)驗(yàn)探究RuBisco含量與低溫（14℃）脅迫下玉米產(chǎn)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)的自變量有溫度、玉米的種類(lèi)，因變量是玉米的長(zhǎng)勢(shì)。圖中顯示2、3、4是不同的轉(zhuǎn)基因玉米，則1組應(yīng)該是非轉(zhuǎn)基因玉米，作為對(duì)照組；長(zhǎng)勢(shì)較好的是3、4兩組。

（1）基因工程中，最常用的運(yùn)載體是質(zhì)粒，將目的基因與質(zhì)粒結(jié)合形成重組質(zhì)粒（基因表達(dá)載體）需要用到限制酶和DNA連接酶；將目的基因?qū)�入普通玉米常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。

（2）根據(jù)題意分析，2、3、4組玉米都是轉(zhuǎn)基因玉米，則1組應(yīng)該是作為對(duì)照組的非轉(zhuǎn)基因玉米；根據(jù)題干信息已知，該實(shí)驗(yàn)探究RuBisco含量與低溫（14℃）脅迫下玉米產(chǎn)量的關(guān)系，因此將四組玉米一起在25℃的溫度下生長(zhǎng)了三周，然后將溫度降低到14℃生長(zhǎng)兩周，然后又升高到25℃。

（3）據(jù)圖分析可知，與1和2相比，LSSS（3）和LSSS-RAF1（4）組玉米長(zhǎng)勢(shì)較好，且3和4組無(wú)明顯差異。為使實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)設(shè)置一組不經(jīng)過(guò)低溫處理的對(duì)照組，具體處理是野生型玉米一直在25℃的溫度下生長(zhǎng)。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明RuBisco可能是通過(guò)影響葉面積的大小來(lái)影響光合作用強(qiáng)度進(jìn)而影響產(chǎn)量的，為進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)論還需要測(cè)定各組種RuBisCo酶的含量及成熟時(shí)玉米籽粒的干重。