Question

9．某些植物在進化過程中已經形成抵抗干旱、低溫和高鹽等逆境的調控機制，感受并響應各種外界刺激．轉錄因子OrERF是一類蛋白質，在植物抵抗逆境時發揮重要作用．科研人員對水稻OrERF基因進行系列研究．
（1）科研人員對水稻OrERF基因上游部分中的轉錄非模板鏈進行測序，結果如下：

OrERF基因轉錄出的mRNA中的起始密碼子是AUG．①②③三個元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號的誘導下，導致此基因表達出不同的OrERF蛋白，以適應高鹽、干旱、低溫環境，此現象說明一個基因可以控制多個性狀，基因和環境共同決定生物的性狀．
（2）科研人員欲將水稻OrERF基因導入擬南芥體內，獲得抗逆性強的植株，設計的實驗方案如圖：

可利用PCR技術獲得并擴增此基因．將此基因與Ti質粒結合后導入農桿菌體內，通過農桿菌侵染將上述基因導入擬南芥的染色體上．圖中d階段需要應用植物組織培養技術，其培養基中除必須的營養物質和瓊脂外，還需添加激素、高鹽（高濃度的NaCl）等物質．一段時間后，可獲得抗高鹽的擬南芥植株．
（3）實驗檢測OrERF基因在高鹽條件下的表達水平結果如圖．

實驗結果表明，自然條件下擬南芥中OrERF基因的表達較低，高鹽處理后12小時OrERF基因的表達顯著增加．
（4）此系列實驗中設計步驟（2）和（3）的目的是驗證OrERF基因在擬南芥中高鹽條件下也能表達．
（5）植物感受外界干旱、高鹽、低溫等信號，通過一系列信息傳遞合成轉錄因子．轉錄因子OrERF對下游基因調節過程如圖．

轉錄因子OrERF作用的場所是細胞核．它通過激活RNA聚合酶轉錄復合物，啟動轉錄的過程．最后通過基因產物的作用對外界信號在生理生化等方面作出適合的調節反應．

Answer 1

分析 基因工程技術的基本步驟：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）非模板鏈中于起始密碼子對應的堿基序列是ATG，則模板鏈中轉錄成起始密碼子的堿基序列為TAC，根據堿基互補配對原則，起始密碼子是AUG；①②③三個元件分別在高鹽、干旱、低溫不同信號的誘導下，導致此基因表達出不同的OrERF蛋白，以適應高鹽、干旱、低溫環境，此現象說明一個基因可以控制多個性狀，基因和環境共同決定生物的性狀．
（2）PCR技術可在體外大量擴增目的基因；圖示將目的基因導入受體細胞采用了農桿菌轉化法，即將目的基因與Ti質粒結合后導入農桿菌體內，通過農桿菌侵染將上述基因導入擬南芥的染色體上．植物組織培養所需的培養基中除必須的營養物質和瓊脂外，還需添加激素（生長素和細胞分裂素）、高鹽（高濃度的NaCl，作用是從個體水平上進行鑒定）等物質．
（3）實驗結果表明，自然條件下（鹽濃度為0時）擬南芥中OrERF基因的表達較低，高鹽處理后12小時OrERF基因的表達顯著增加．
（4）此系列實驗中設計步驟（2）和（3）的目的是驗證OrERF基因在擬南芥中高鹽條件下也能表達．
（5）轉錄因子OrERF作用于轉錄過程，而轉錄的主要場所是細胞核，因此轉錄因子OrERF作用的場所是細胞核；由圖可知，轉錄因子OrERF通過激活RNA聚合酶轉錄復合物，啟動轉錄的過程．
故答案為：
（1）AUG    一個基因可以控制多個性狀，基因和環境共同決定生物的性狀
（2）PCR   Ti質粒   激素    高鹽（高濃度的NaCl）
（3）較低   12
（4）驗證OrERF基因在擬南芥中高鹽條件下也能表達
（5）細胞核    激活RNA聚合酶轉錄復合物

點評 本題結合圖解，綜合考查基因工程、遺傳信息的轉錄和翻譯等知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟；識記遺傳信息轉錄和翻譯的過程、場所、條件等知識，能結合所學的知識準確答題．