亚麻是一种油料经济作物,其种子中含有人体必需的不饱和脂肪酸——亚油酸和亚麻酸。两种不饱和脂肪酸在种子中的代谢途径如图所示。

(1)脂肪酸是脂类物质,它们是构成细胞膜中 磷脂磷脂的重要组成物质。
(2)科学家期望通过基因工程手段进一步提高种子中亚麻酸的含量。将基因FAD2、FAD3导入亚麻中获得转基因植株,收获转基因植株种子,测定其相应脂肪酸含量,结果如图1,该结果显示转基因植株的亚麻酸含量降低,油酸含量升高转基因植株的亚麻酸含量降低,油酸含量升高,净含量变化值是与非转基因植株非转基因植株相比获得的数据。
(3)研究发现出现上述结果的原因主要与外源FAD2基因的转入有关。为探究该影响机制,科研人员对FAD2基因的表达水平进行了研究,实验结果如图2。
进一步研究发现转基因植株中存在图3所示的调控FAD2基因表达的过程。催化①过程转录的酶是RNA聚合酶RNA聚合酶;②过程由RDR6酶催化,①和②的不同是①是以DNA链为模板合成RNA,②是以RNA单链为模板合成互补RNA单链①是以DNA链为模板合成RNA,②是以RNA单链为模板合成互补RNA单链,出现图1结果的原因是 外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工,被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互补的RNA单链,形成RNA双链,然后被剪切为单链短RNA,单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合,导致正确加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸转化为亚油酸外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工,被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互补的RNA单链,形成RNA双链,然后被剪切为单链短RNA,单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合,导致正确加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸转化为亚油酸。
(4)为验证RDR6酶是否参与了图1现象的发生,请选用以下植株,及FAD2基因表达载体进行实验,并写出预期结果。
植株:野生型拟南芥,RDR6突变体,FAD2突变体。
实验设计思路 将相同生理状态的野生型拟南芥、RDR6突变体分别导入相同数量的FAD2基因表达载体,将转基因植株在相同适宜条件下种植,收获种子,测定油酸、亚油酸、亚麻酸含量,并进行比较将相同生理状态的野生型拟南芥、RDR6突变体分别导入相同数量的FAD2基因表达载体,将转基因植株在相同适宜条件下种植,收获种子,测定油酸、亚油酸、亚麻酸含量,并进行比较。
预期结果 可能结果1:转基因野生型拟南芥的种子中油酸含量比转基因RDR6突变体种子中油酸含量高,而亚油酸、亚麻酸含量低,可能结果2:转基因野生型拟南芥的种子中油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因RDR6突变体种子中接近可能结果1:转基因野生型拟南芥的种子中油酸含量比转基因RDR6突变体种子中油酸含量高,而亚油酸、亚麻酸含量低,可能结果2:转基因野生型拟南芥的种子中油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因RDR6突变体种子中接近。
【答案】磷脂;转基因植株的亚麻酸含量降低,油酸含量升高;非转基因植株;RNA聚合酶;①是以DNA链为模板合成RNA,②是以RNA单链为模板合成互补RNA单链;外源FAD2基因转录后的mRNA被错误加工,被错误加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互补的RNA单链,形成RNA双链,然后被剪切为单链短RNA,单链短RNA和内源FAD2基因转录的正确加工的mRNA结合,导致正确加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸转化为亚油酸;将相同生理状态的野生型拟南芥、RDR6突变体分别导入相同数量的FAD2基因表达载体,将转基因植株在相同适宜条件下种植,收获种子,测定油酸、亚油酸、亚麻酸含量,并进行比较;可能结果1:转基因野生型拟南芥的种子中油酸含量比转基因RDR6突变体种子中油酸含量高,而亚油酸、亚麻酸含量低,可能结果2:转基因野生型拟南芥的种子中油酸、亚油酸、亚麻酸含量和转基因RDR6突变体种子中接近
【解答】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:58引用:1难度:0.4
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