科研人員將水稻與高粱進行遠緣雜交,選育出高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的“高粱稻”。有效解決了水稻只能在南方和最好的耕地種植的弊端,而且秸稈又是最好的生物能源材料。
(1)將水稻和高粱的花粉混合,授給 人工去雄人工去雄的水稻,收獲的F1種子種植后選擇其中表型優(yōu)良且與母本差異明顯的個體連續(xù) 自交自交,從中選育出某后代品系——高粱稻RS125。該品系呈現(xiàn)的桿特高(2米)特粗(1厘米)、喜光耐旱等 表現(xiàn)型表現(xiàn)型明顯與高粱相似。連續(xù)三年收獲的RS125均呈現(xiàn)同樣特征,排除了 環(huán)境因素環(huán)境因素對基因表達的影響。
(2)為判斷RS125發(fā)生變異的原因,取RS125的 根尖根尖,進行解離、漂洗、染色、制片,顯微攝影后與 水稻和高粱的染色體組型水稻和高粱的染色體組型對比,發(fā)現(xiàn)RS125并不攜帶高粱的染色體。
(3)據(jù)上述信息,有研究者提出“RS125的形成是來自高粱花粉DNA斷裂后部分片段整合到水稻基因組中的結(jié)果”的假設(shè)。為驗證假設(shè),研究者提取了水稻(R)、高粱(S)和高粱稻(RS)的根、葉研磨成勻漿,收集其中的蛋白質(zhì)進行電泳,結(jié)果如圖。
①圖示實驗結(jié)果 支持支持(支持/不支持)上述假設(shè),判斷的依據(jù)是 因為RS和S都有條帶Ⅲ,R沒有,表明RS產(chǎn)生了高粱特有的蛋白質(zhì),所以可以說明RS的基因組中存在來自高粱的基因因為RS和S都有條帶Ⅲ,R沒有,表明RS產(chǎn)生了高粱特有的蛋白質(zhì),所以可以說明RS的基因組中存在來自高粱的基因。
②三組實驗結(jié)果都有條帶Ⅰ和Ⅱ,從進化的角度分析,原因是 水稻和高粱有共同的祖先水稻和高粱有共同的祖先。
③若想進一步從分子水平直接驗證上述假設(shè),請寫出實驗思路,并預(yù)期實驗結(jié)果。 思路1:提取R、S、RS的DNA酶切后電泳,用帶標記的高粱特有基因做探針,對R、S、RS進行DNA分子雜交檢測,比較雜交帶數(shù)量與位置。
思路2:提取R、S、RS的核酸,用高粱特有的基因序列設(shè)計引物,對R、S、RS進行PCR,電泳后比較電泳條帶的數(shù)量與位置。只有RS和S會出現(xiàn)雜交帶,R不出現(xiàn)雜交代思路1:提取R、S、RS的DNA酶切后電泳,用帶標記的高粱特有基因做探針,對R、S、RS進行DNA分子雜交檢測,比較雜交帶數(shù)量與位置。
思路2:提取R、S、RS的核酸,用高粱特有的基因序列設(shè)計引物,對R、S、RS進行PCR,電泳后比較電泳條帶的數(shù)量與位置。只有RS和S會出現(xiàn)雜交帶,R不出現(xiàn)雜交代。
(4)為擴大RS125的種植范圍,請?zhí)岢鲆粋€進一步探究的課題。 探究在原本不適宜栽種水稻的地區(qū)或北方種植RS125,是否能保證和南方相同的產(chǎn)量?探究在原本不適宜栽種水稻的地區(qū)或北方種植RS125,是否能保證和南方相同的產(chǎn)量?。
思路2:提取R、S、RS的核酸,用高粱特有的基因序列設(shè)計引物,對R、S、RS進行PCR,電泳后比較電泳條帶的數(shù)量與位置。只有RS和S會出現(xiàn)雜交帶,R不出現(xiàn)雜交代
思路2:提取R、S、RS的核酸,用高粱特有的基因序列設(shè)計引物,對R、S、RS進行PCR,電泳后比較電泳條帶的數(shù)量與位置。只有RS和S會出現(xiàn)雜交帶,R不出現(xiàn)雜交代
【考點】生物變異的類型綜合.
【答案】人工去雄;自交;表現(xiàn)型;環(huán)境因素;根尖;水稻和高粱的染色體組型;支持;因為RS和S都有條帶Ⅲ,R沒有,表明RS產(chǎn)生了高粱特有的蛋白質(zhì),所以可以說明RS的基因組中存在來自高粱的基因;水稻和高粱有共同的祖先;思路1:提取R、S、RS的DNA酶切后電泳,用帶標記的高粱特有基因做探針,對R、S、RS進行DNA分子雜交檢測,比較雜交帶數(shù)量與位置。
思路2:提取R、S、RS的核酸,用高粱特有的基因序列設(shè)計引物,對R、S、RS進行PCR,電泳后比較電泳條帶的數(shù)量與位置。只有RS和S會出現(xiàn)雜交帶,R不出現(xiàn)雜交代;探究在原本不適宜栽種水稻的地區(qū)或北方種植RS125,是否能保證和南方相同的產(chǎn)量?
思路2:提取R、S、RS的核酸,用高粱特有的基因序列設(shè)計引物,對R、S、RS進行PCR,電泳后比較電泳條帶的數(shù)量與位置。只有RS和S會出現(xiàn)雜交帶,R不出現(xiàn)雜交代;探究在原本不適宜栽種水稻的地區(qū)或北方種植RS125,是否能保證和南方相同的產(chǎn)量?
【解答】
【點評】
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