题目内容
【题目】香蕉成熟过程中乙烯含量增加,果肉逐渐变甜,其成熟变甜的过程与D蛋白(淀粉水解酶)和H蛋白(乙烯响应蛋白)有关。为探究H基因与D基因的关系,科研人员分别构建含D基因和AbAr基因(金担子素抗性基因)的载体1和含H基因和亮氨酸合成基因的载体2,进行了如下图所示实验。请回答下列问题:
(1)构建载体1、2时需要______酶。培养重组酵母细胞A的培养基与培养重组酵母细胞B的培养基相比,培养重组酵母细胞A的培养基中必须含有_________。筛选重组酵母细胞B的培养基中必须添加___________。
(2)重组酵母细胞A无转录因子蛋白作用于D基因启动子,导致AbAr基因也无法表达的原因可能是___________,因此不能用在培养基中添加金担子素的方法筛选重组酵母细胞A,可以利用___________技术筛选获得重组酵母细胞A。
(3)通过特定选择培养基能够筛选获得重组酵母细胞B,如果培养基上出现菌落,说明H基因的表达产物是D基因的___________。
(4)综合上述结果,推测乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体过程为___________。
【答案】限制酶和DNA连接酶 亮氨酸 金担子素 两基因共用一个启动子 DNA分子杂交 转录因子蛋白 乙烯促进H基因表达,合成H蛋白又启动D基因表达而合成淀粉水解酶D,从而催化果肉中的淀粉转化为可溶性糖,使果肉变甜。
【解析】
构建含D基因和AbAr基因(金担子素抗性基因)的载体1转入亮氨酸缺陷型酵母菌中,经筛选得到重组酵母菌A,然后将含H基因和亮氨酸合成基因的载体2转入A中,经筛选得到酵母细胞B。
(1)构建载体1、2时需要限制酶和DNA连接酶。培养重组酵母细胞A的培养基中必须含有亮氨酸,保证亮氨酸缺陷型酵母的亮氨酸供应;筛选重组酵母细胞B的培养基中必须添加金担子素,可以筛选出成功转入载体1的细胞。
(2)D基因与AbAr基因同在载体1中,重组酵母细胞A无转录因子蛋白作用于D基因启动子,导致AbAr基因也无法表达的原因可能是两基因共用一个启动子,因此不能用在培养基中添加金担子素的方法筛选重组酵母细胞A,无法从性状水平进行筛选,则可从分子水平进行:利用DNA分子杂交技术筛选获得重组酵母细胞A。
(3)推测这里的特定选择培养基中添加了金担子素,如果培养基上出现菌落,说明金担子素抗性基因成功表达,也即D基因成功表达,说明H基因的表达产物是D基因的转录因子蛋白。
(4)综合上述结果,推测乙烯调控香蕉果实成熟过程中果肉变甜的具体过程为乙烯促进H基因表达,合成H蛋白又启动D基因表达而合成淀粉水解酶D,从而催化果肉中的淀粉转化为可溶性糖,使果肉变甜。