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亞麻是一種油料經(jīng)濟(jì)作物,其種子中含有人體必需的不飽和脂肪酸——亞油酸和亞麻酸。兩種不飽和脂肪酸在種子中的代謝途徑如圖所示。
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(1)脂肪酸是脂類(lèi)物質(zhì),它們是構(gòu)成細(xì)胞膜中
磷脂
磷脂
的重要組成物質(zhì)。
(2)科學(xué)家期望通過(guò)基因工程手段進(jìn)一步提高種子中亞麻酸的含量。將基因FAD2、FAD3導(dǎo)入亞麻中獲得轉(zhuǎn)基因植株,收獲轉(zhuǎn)基因植株種子,測(cè)定其相應(yīng)脂肪酸含量,結(jié)果如圖1,該結(jié)果顯示
轉(zhuǎn)基因植株的亞麻酸含量降低,油酸含量升高
轉(zhuǎn)基因植株的亞麻酸含量降低,油酸含量升高
,凈含量變化值是與
非轉(zhuǎn)基因植株
非轉(zhuǎn)基因植株
相比獲得的數(shù)據(jù)。
(3)研究發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)上述結(jié)果的原因主要與外源FAD2基因的轉(zhuǎn)入有關(guān)。為探究該影響機(jī)制,科研人員對(duì)FAD2基因的表達(dá)水平進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株中存在圖3所示的調(diào)控FAD2基因表達(dá)的過(guò)程。催化①過(guò)程轉(zhuǎn)錄的酶是
RNA聚合酶
RNA聚合酶
;②過(guò)程由RDR6酶催化,①和②的不同是
①是以DNA鏈為模板合成RNA,②是以RNA單鏈為模板合成互補(bǔ)RNA單鏈
①是以DNA鏈為模板合成RNA,②是以RNA單鏈為模板合成互補(bǔ)RNA單鏈
,出現(xiàn)圖1結(jié)果的原因是
外源FAD2基因轉(zhuǎn)錄后的mRNA被錯(cuò)誤加工,被錯(cuò)誤加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互補(bǔ)的RNA單鏈,形成RNA雙鏈,然后被剪切為單鏈短RNA,單鏈短RNA和內(nèi)源FAD2基因轉(zhuǎn)錄的正確加工的mRNA結(jié)合,導(dǎo)致正確加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸轉(zhuǎn)化為亞油酸
外源FAD2基因轉(zhuǎn)錄后的mRNA被錯(cuò)誤加工,被錯(cuò)誤加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互補(bǔ)的RNA單鏈,形成RNA雙鏈,然后被剪切為單鏈短RNA,單鏈短RNA和內(nèi)源FAD2基因轉(zhuǎn)錄的正確加工的mRNA結(jié)合,導(dǎo)致正確加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸轉(zhuǎn)化為亞油酸

(4)為驗(yàn)證RDR6酶是否參與了圖1現(xiàn)象的發(fā)生,請(qǐng)選用以下植株,及FAD2基因表達(dá)載體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并寫(xiě)出預(yù)期結(jié)果。
植株:野生型擬南芥,RDR6突變體,F(xiàn)AD2突變體。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
將相同生理狀態(tài)的野生型擬南芥、RDR6突變體分別導(dǎo)入相同數(shù)量的FAD2基因表達(dá)載體,將轉(zhuǎn)基因植株在相同適宜條件下種植,收獲種子,測(cè)定油酸、亞油酸、亞麻酸含量,并進(jìn)行比較
將相同生理狀態(tài)的野生型擬南芥、RDR6突變體分別導(dǎo)入相同數(shù)量的FAD2基因表達(dá)載體,將轉(zhuǎn)基因植株在相同適宜條件下種植,收獲種子,測(cè)定油酸、亞油酸、亞麻酸含量,并進(jìn)行比較

預(yù)期結(jié)果
可能結(jié)果1:轉(zhuǎn)基因野生型擬南芥的種子中油酸含量比轉(zhuǎn)基因RDR6突變體種子中油酸含量高,而亞油酸、亞麻酸含量低,可能結(jié)果2:轉(zhuǎn)基因野生型擬南芥的種子中油酸、亞油酸、亞麻酸含量和轉(zhuǎn)基因RDR6突變體種子中接近
可能結(jié)果1:轉(zhuǎn)基因野生型擬南芥的種子中油酸含量比轉(zhuǎn)基因RDR6突變體種子中油酸含量高,而亞油酸、亞麻酸含量低,可能結(jié)果2:轉(zhuǎn)基因野生型擬南芥的種子中油酸、亞油酸、亞麻酸含量和轉(zhuǎn)基因RDR6突變體種子中接近

【答案】磷脂;轉(zhuǎn)基因植株的亞麻酸含量降低,油酸含量升高;非轉(zhuǎn)基因植株;RNA聚合酶;①是以DNA鏈為模板合成RNA,②是以RNA單鏈為模板合成互補(bǔ)RNA單鏈;外源FAD2基因轉(zhuǎn)錄后的mRNA被錯(cuò)誤加工,被錯(cuò)誤加工的mRNA在RDR6酶的催化下,合成互補(bǔ)的RNA單鏈,形成RNA雙鏈,然后被剪切為單鏈短RNA,單鏈短RNA和內(nèi)源FAD2基因轉(zhuǎn)錄的正確加工的mRNA結(jié)合,導(dǎo)致正確加工的mRNA被降解,不能合成FAD2酶,不能催化油酸轉(zhuǎn)化為亞油酸;將相同生理狀態(tài)的野生型擬南芥、RDR6突變體分別導(dǎo)入相同數(shù)量的FAD2基因表達(dá)載體,將轉(zhuǎn)基因植株在相同適宜條件下種植,收獲種子,測(cè)定油酸、亞油酸、亞麻酸含量,并進(jìn)行比較;可能結(jié)果1:轉(zhuǎn)基因野生型擬南芥的種子中油酸含量比轉(zhuǎn)基因RDR6突變體種子中油酸含量高,而亞油酸、亞麻酸含量低,可能結(jié)果2:轉(zhuǎn)基因野生型擬南芥的種子中油酸、亞油酸、亞麻酸含量和轉(zhuǎn)基因RDR6突變體種子中接近
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:52引用:1難度:0.4
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    發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:6引用:1難度:0.7
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