玉米是重要的粮食作物,其叶片细胞中的P蛋白是一种水通道蛋白,由P基因编码,在植物生长发育过程中对水分的吸收具有重要的调节功能,为了探究P蛋白的超量表达对玉米生长的影响,科研人员进行了超量表达P蛋白转基因玉米的生理特性等研究。
(1)超量表达P蛋白转基因玉米的获得:
①利用PCR技术以图1中的DNA片段为模板扩增P基因,需要的引物有 BCBC(从A、B、C、D四种单链DNA片段中选择)。上述过程中,至少经过 33次循环后会产生双链等长的P基因片段,循环4次共需要的引
物数为 3030。
②在超量表达P基因载体的构建中,所用DNA片段和Ti质粒的酶切位点(注:图中所示限制酶切割后形成的黏性末端各不相同)如图2所示。强启动子是一段有特殊结构的DNA片段,能被 RNA聚合酶RNA聚合酶识别并结合,驱动基因的持续转录。为使P基因在玉米植株中超量表达,应优先选用 BamHⅠ和SacⅠBamHⅠ和SacⅠ酶组合将DNA片段和Ti质粒切开后构建重组表达载体。T-DNA在该实验中的作用是 将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上。

③将农杆菌浸泡过的玉米愈伤组织进行植物组织培养,培养基中需加入 潮霉素潮霉素进行筛选,筛选出的愈伤组织再分化再分化形成丛芽,最终获得多个转基因玉米株系。
④P蛋白在玉米株系的表达量如图3所示。据图3分析,选择al、a2、a3玉米株系,作为超量表达P蛋白转基因玉米的生理特性研究的实验材料,理由是 al、a2、a3玉米株系的P蛋白表达量显著高于野生型玉米al、a2、a3玉米株系的P蛋白表达量显著高于野生型玉米。
(2)超量表达P蛋白转基因玉米的生理特性研究:选取长势相同且生长状况良好的野生型玉米和a株系玉米,干旱处理15天,测量植株水分散失率,并在不同CO2浓度下测量地上部分鲜重,获得相对生物量。结果如图4所示。

可见干旱条件下,与野生型玉米相比,a株系玉米超量表达P蛋白,使植株对 水分和CO2水分和CO2的利用率更高,光合效率更高。
【考点】基因工程的操作过程综合.
【答案】BC;3;30;RNA聚合酶;BamHⅠ和SacⅠ;将强启动子和P基因带入玉米细胞并整合到玉米细胞染色体DNA上;潮霉素;再分化;al、a2、a3玉米株系的P蛋白表达量显著高于野生型玉米;水分和CO2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:11引用:1难度:0.7
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