题干
为探究A基因对水稻种子萌发的影响,研究人员以野生型水稻(WT)和A基因过表达株系(A-OE)的种子为材料开展实验,结果如图。回答下列问题: (1)本实验设计需要保持温度、水分和空气等环境因素相同且适宜,以________为自变量,比较种子的萌发速率。 (2)据图分析,A基因能________(选填“提高”或“降低”)水稻种子萌发的速率;与WT相比,萌发中的A-OE种子内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)浓度的比值更________。 (3)进一步研究发现,激素合成或降解相关基因B和C的表达水平均受A基因的调控,单一B或C基因表达水平的变化对种子萌发速率的影响不如B和C共同调控的效果显著。结合下表预测C基因的功能。 (4)为验证上述预测,研究人员拟采用基因敲除技术在A-OE株系中验证C基因的功能。依据表中信息,完善实验方案: ①实验分组 对照组:A-OE株系的种子; 实验组:。 ②检测指标:相同且适宜的条件下,萌发中的种子内对应激素的含量。 ③预期结果与结论:。
答案
(1)A基因的表达水平( (2) ①. 提高 ②. 高 (3)参与脱落酸(ABA)的合成(或促进ABA合成) (4) ①. 敲除C基因的A-OE株系的种子 ②. 与对照组相比,实验组种子内脱落酸(ABA)含量更低,赤霉素(GA)含量无明显差异,GA与ABA的比值更高,证明C基因功能的预测成立
解析
本实验探究A基因对水稻种子萌发的影响,以野生型水稻(WT)和A基因过表达株系(A-OE)的种子为材料开展实验,温度等为无关变量,需要保持一致,自变量为A基因的表达情况(水稻类型),因变量是种子萌发速率。 由曲线可知,相同萌发时间下,A基因过表达株系(A-OE)发芽率高于野生型(WT),说明A基因提高水稻种子萌发速率;赤霉素(GA)促进萌发,脱落酸(ABA)抑制萌发,萌发更快的A-OE种子GA更多、ABA更少,因此GA和ABA的比值更高。 A-OE中B基因表达上升,功能为参与GA合成,使GA增加;C基因表达下降后,共同作用让GA/ABA进一步升高,可推知C基因功能为参与ABA合成:C表达量下降后ABA合成减少,共同提高GA/ABA比值,促进萌发。 本实验在A-OE株系背景下验证C基因功能,自变量为C基因的有无:对照组为普通A-OE种子,实验组为敲除C基因的A-OE种子;若C参与ABA合成,则敲除C后ABA合成减少,预期结果为实验组ABA含量低于对照组、GA无明显变化,GA/ABA比值高于对照组,证明预测成立。