科研人员将拟南芥GolS2基因导入水稻内,使该基因过量表达,产生了较多的糖类化合物,从而大大提升了植株的抗旱能力。
(1)细胞内糖类化合物含量增多就能提高抗旱能力,原因是__________________________________。
(2)将GolS2基因拼接在运载体上导入细胞,而不是将GolS2基因片段直接导人受体细胞,原因是____________、____________(至少说出两条)。使GolS2基因在水稻体内过量表达,是科学家对运载体上的____________进行修饰的结果。
(3)实际种植转GolS2基因水稻时发现,在较为干旱的情况下,其叶片不会打蔫卷曲,因此产量远高于非转基因水稻。较为干旱的情况下,转基因水稻光合速率较高的原因有____________(答出一条即可)。
(4)对导入了基因表达载体的细胞需进行组织培养,诱使细胞脱分化时需在无菌环境下进行,另外还需满足的条件为________________________。
【答案】细胞液浓度增加,可大大提高根细胞的吸水、保水能力使目的基因在受体细胞中稳定存在可以通过复制遗传给下一代使目的基因能够表达和发挥作用启动子叶片舒展,光合作用面积大于非转基因水稻(气孔不关闭或关闭不明显,对二氧化碳的吸收能力大于非转 基因水稻)离体、植物激素调节适宜的温度和pH
【解析】根据植物细胞渗透吸水的原理,细胞液浓度越大,植物细胞吸水能力越强。如果细胞液中糖类等化合物越多,其细胞液浓度越大,植物细胞吸水能力越强,进而提高植物的抗旱能力。结合题意,如果通过转基因的技术将GolS2基因导入水稻细胞,培育得到含GolS2基因的转基因水稻,使该基因过量表达,进而产生了较多的糖类化合物,提高细胞液的浓度,从而大大提升了水稻的抗旱能力。
(1)从题意来看,细胞内GolS2基因的过量表达,使得细胞内糖类增多,增加了细胞液的浓度,进而使细胞吸水或保水能力增加。
(2)将目的基因与运载体结合,可以使目的基因在受体细胞中稳定存在,不会被当作异物分解;质粒上有复制原点,目的基因可以随着质粒的复制而复制,进而遗传给下一代;启动子和终止子保证了目的基因能够正常的表达和发挥作用。欲使GolS2基因过量表达,首先使GolS2基因过量地转录,因此,科学家修饰的应该是启动子(调控基因转录的核苷酸序列)。
(3)叶片打蔫卷曲,是细胞严重失水的表现。严重失水情况下,气孔关闭会影响二氧化碳的吸收;同时叶片卷曲,会减小受光面积。
(4)细胞在植物体中是不会表现出全能性的,只有在离体条件下才可以,另外还需要植物激素的调控、适宜的温度和PH等。