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学习以下材料,回答(1)~(5)题。
猕猴桃性别演化的奥秘
猕猴桃属于雌雄异株(同一植株上只有雄花或雌花)植物,其性别决定方式为XY型。猕猴桃的祖先是两性花(一朵花既有雄蕊又有雌蕊)植物,没有常染色体和性染色体之分,其发生雌雄异株演化背后的分子机制是什么?
猕猴桃Y染色体上的细胞分裂素响应调节因子基因(SyGl)在发育着的雄花中特异性表达,通过减弱细胞分裂素的信号,进而抑制雄花中的心皮(本应发育为雌蕊的结构)的发育。有意思的是,在常染色体上发现了一个与SyGl基因序列高度相似的基因A。A在花器官各部分都不表达,却只在幼嫩叶片中高表达。系统发育分析推测,SyGl可能起源于2000万年前A的一次复制事件,原始的Y染色体因获得A而诞生。虽然SyGl与其祖先基因A编码的蛋白质结构相同,但由于二者在基因演化过程中启动子的关键序列发生变化,导致其表达部位完全不同,基因的功能也产生了分化。
继SyGl之后,研究人员分析猕猴桃早期花器官的转录组数据,发现了基因FrBy在雄蕊的花药中特异性表达,推测FrBy本就存在于猕猴桃的祖先种基因组中,其功能缺失突变(失活)导致了X染色体的产生。为此,利用基因编辑技术将两性花植物拟南芥和烟草中FrBy的同源基因敲除,发现其雄性不育,表型与猕猴桃雌花类似。基于上述研究,科研人员提出“SyGl和FrBy双突变模型”,用以解释猕猴桃性别演化机制。该研究有助于加深对植物性别演化的认识,还可用于调控作物的性别,具有重要的理论和实践应用价值。
(1)基因SyGl和A启动子序列的差异,使得不同组织中
RNA聚合
RNA聚合
酶与其结合的情况不同。SyGl决定性别涉及到的变异来源有
A、C
A、C

A.基因突变
B.基因重组
C.染色体结构变异
D.染色体数目变异
(2)根据上述信息,概括SyGl和FrBy在花芽发育为雄花过程中的作用,并完善“双突变模型”假说的模式图。

(3)下列实验结果支持“双突变模型”的有
BCD
BCD

A.性染色体上的FrBy和常染色体上的A起源相同
B.性染色体上的SyGl和FrBy在雄花中特异性表达
C.敲除猕猴桃雄株性染色体上的SyGl可获得两性花
D.转入FrBy的猕猴桃雌株可自花传粉产生子代
(4)若要将FrBy转入猕猴桃雌株,请说明获得该转基因植株的基本技术流程。
获得FrBy基因;构建基因表达载体;将基因表达载体导入植物细胞;检测FrBy基因是否成功导入,选择阳性愈伤组织,进行植物组织培养获得植株,检测植株的性别
获得FrBy基因;构建基因表达载体;将基因表达载体导入植物细胞;检测FrBy基因是否成功导入,选择阳性愈伤组织,进行植物组织培养获得植株,检测植株的性别

(5)写出植物性别决定机制的研究在实践生产上的一项应用。
提高雌花比例,多结果实和种子,增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术,获得雄性不育植株,方便实现杂交育种
提高雌花比例,多结果实和种子,增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术,获得雄性不育植株,方便实现杂交育种

【答案】RNA聚合;A、C;;BCD;获得FrBy基因;构建基因表达载体;将基因表达载体导入植物细胞;检测FrBy基因是否成功导入,选择阳性愈伤组织,进行植物组织培养获得植株,检测植株的性别;提高雌花比例,多结果实和种子,增加农作物产量/通过转基因技术或基因编辑技术,获得雄性不育植株,方便实现杂交育种
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:8引用:1难度:0.6
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