Question

【題目】香蕉果實(shí)發(fā)育初期，果肉細(xì)胞積累大量的淀粉。成熟時，果皮由綠變黃，果肉逐漸變軟。

（1）香蕉果實(shí)成熟過程中乙烯含量增加，果肉逐漸變甜，試解釋果肉變甜的原因_______。

（2）測定香蕉成熟過程中淀粉水解酶D和乙烯響應(yīng)蛋白H表達(dá)量，結(jié)果如圖1。

由圖可知，D蛋白和H蛋白含量隨時間的變化趨勢均為_______，乙烯的作用是_______。

（3）為研究乙烯對D基因和H基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。構(gòu)建4種表達(dá)載體，分別導(dǎo)入香蕉細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)基因植株。將各組香蕉果實(shí)分別貯存在有或無乙烯環(huán)境中，果肉橫切顯色結(jié)果如下表。（組成型啟動子在所有細(xì)胞中保持持續(xù)活性。GUS基因的表達(dá)產(chǎn)物能使無色底物顯現(xiàn)藍(lán)色）

分組	表達(dá)載體類型	顯色結(jié)果
		有乙烯	無乙烯
1	組成型啟動子+GUS基因	藍(lán)色	藍(lán)色
2	無功能啟動子+GUS基因	無色	無色
3	D基因啟動子+GUS基因	藍(lán)色	無色
4	H基因啟動子+GUS基因	藍(lán)色	無色

本實(shí)驗(yàn)的對照組為________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明_____________________________________。

（4）為探究H基因與D基因的關(guān)系，研究人員推測H基因的表達(dá)產(chǎn)物作用于D基因啟動子，促使D基因轉(zhuǎn)錄。研究者利用圖2所示載體1、載體2和亮氨酸缺陷型酵母細(xì)胞設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，請完善實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果預(yù)測。

（注：AbAr為金擔(dān)子素抗性基因）

圖2

①先將載體1導(dǎo)入亮氨酸缺陷型酵母細(xì)胞，可通過________技術(shù)篩選出重組酵母1。若支持推測，重組酵母1能否在含有金擔(dān)子素和亮氨酸的培養(yǎng)基中存活？判斷及理由為：__________。

②____________________________________，用選擇培養(yǎng)基篩選出重組酵母2。關(guān)于該選擇培養(yǎng)基的配方正確是________。

A．加亮氨酸和AbA B．不加亮氨酸和AbA

C．不加亮氨酸，加AbA D．加亮氨酸，不加AbA

（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，乙烯調(diào)控香蕉果實(shí)成熟過程中果肉變甜的具體路徑為________。

Answer 1

【答案】乙烯促進(jìn)淀粉水解（轉(zhuǎn)化）為可溶性糖（葡萄糖/單糖） 先增大再減小 使H、D蛋白含量高峰提前 1、2 乙烯促進(jìn)了D基因和H基因的轉(zhuǎn)錄（表達(dá)） PCR（或DNA分子雜交） 不能。雖然培養(yǎng)基中含有亮氨酸為重組酵母1細(xì)胞提供亮氨酸營養(yǎng)，但是因?yàn)橹亟M酵母1中無無H蛋白結(jié)合D基因啟動子，AbAr基因不能轉(zhuǎn)錄，重組酵母1不具有金擔(dān)子素抗性，故不能存活。 再將載體2導(dǎo)入重組酵母1 C 乙烯促進(jìn)H基因表達(dá)，合成的H蛋白促進(jìn)了D基因表達(dá)，合成的淀粉水解酶增加，催化果肉中的淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖

【解析】

1.乙烯主要作用是促進(jìn)果實(shí)成熟，此外含有促進(jìn)老葉等器官脫落的作用，植物各部分都能合成乙烯。

2.選擇培養(yǎng)基是指一類根據(jù)特定微生物的特殊營養(yǎng)要求或其對某理化因素抗性的原理而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基；具有只允許特定的微生物生長，而同時抑制或阻止其他微生物生長的功能。

（1）乙烯具有催熟作用，香蕉果實(shí)成熟過程中乙烯含量增加，而且果肉逐漸變甜，顯然是乙烯促進(jìn)淀粉水解（轉(zhuǎn)化）為可溶性糖（葡萄糖/單糖）導(dǎo)致的。

（2）由圖可知，D蛋白和H蛋白隨時間變化而先增大再減小，而且乙烯使H、D蛋白含量高峰提前，進(jìn)而起到了催熟的作用。

（3）據(jù)題干和表格可知，該實(shí)驗(yàn)自變量為乙烯，因變量H、D基因啟動子的活化狀態(tài)，GUS為報(bào)告基因，顯色結(jié)果為藍(lán)色，說明GUS基因表達(dá)，相應(yīng)的啟動子處于活化狀態(tài)。因此，第1組為陽性對照，第2組為陰性對照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明乙烯能夠使H、D基因啟動子發(fā)生活化，這說明乙烯促進(jìn)了D基因和H基因的轉(zhuǎn)錄（表達(dá)）。

（4）①在該實(shí)驗(yàn)中，AbAr基因?yàn)?/span>D基因啟動子是否活化的報(bào)告基因，只導(dǎo)入載體1的酵母菌細(xì)胞AbAr基因無法表達(dá)，因此，雖然培養(yǎng)基中含有亮氨酸為重組酵母1細(xì)胞提供亮氨酸營養(yǎng)，但是因?yàn)橹亟M酵母1中無無H蛋白結(jié)合D基因啟動子，AbAr基因不能轉(zhuǎn)錄，重組酵母1不具有金擔(dān)子素抗性，故不能存活；重組酵母1可采用PCR（或DNA分子雜交）技術(shù)來篩選。②再將載體2導(dǎo)入重組酵母1后，重組酵母菌2能夠自己合成亮氨酸，如果H基因表達(dá)后確實(shí)能促進(jìn)D基因啟動子的活化，則AbAr基因成功表達(dá)后，酵母菌具有AbA抗性。因此選擇性培養(yǎng)基中應(yīng)該不加亮氨酸，而加AbA，如果出現(xiàn)能正常生長的酵母菌，C正確。

（5）綜上可知，乙烯促進(jìn)H基因表達(dá)，合成的H蛋白促進(jìn)了D基因表達(dá)，合成的淀粉水解酶增加，催化果肉中的淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖。