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  • 1. (2023高三·浙江模拟) 2022年7月22日,中国农业科学院作物科学研究所周文彬领衔的研究成果在国际著名学术期刊《科学》杂志以研究长文的形式在线发表。周文彬团队在水稻中研究发现了高产基因(OsDREBIC),此基因可同步实现高产早熟,被誉为基因界的“尖子生”。进行田间试验时,发现OsDREB1C基因过表达系植株的产量比野生型植株高41.3%~68.3%,具体的实验结果参数如下表。

    比较

    OsDREB1C基因表达情况

    光合碳同化速率

    氮的吸收和运输速率

    抽穗开花

    产量

    野生型

    +

    ++

    ++

    +++

    OsDREB1C基因过表达系

    +++

    ++++

    ++++

    更早

    ++++++

    OsDREBIC基因敲除突变系

    -

    +

    +

    +

    (注:+的数目代表程度或者数量变化)

    1. (1) 水稻属于短日照植物,叶片中的能感受光周期的变化,控制其开花(抽穗)。根据实验结果可知,OsDREB1C基因过表达植株提前抽穗,缩短整个生育周期,抽穗具体能提前的时间除了OsDREB1C基因过表达量可能还受(答出两点即可)等因素的影响。
    2. (2) 科学家通过特殊的实验手段发现OsDREB1C基因主要参与调控多个其他相关基因的表达,从而促进以及抽穗开花,进而解析了OsDREB1C促进水稻高产早熟的分子机理。
    3. (3) 光合碳同化主要发生在水稻叶肉细胞的可以为此过程提供能量和还原剂。OsDREB1C基因过表达植株在光下生长速度更快,光合碳同化形成的产物一部分转化成,通过韧皮部运输到水稻各处细胞供其利用,并且在生殖生长阶段将大量的碳氮同化产物分配至中,最终使水稻产量显著提升。此过程中可以运用方法研究光合碳同化形成产物的去向。
    4. (4) 氮参与了下列等光合作用中相关物质的组成,是作物生长发育必需的大量元素。

      A.叶绿素     B.光合酶     C.三碳酸     D.磷脂

      根据实验结果可知,OsDREB1C基因过表达植株氮的吸收和运输活性高,氮素高效利用,实现了“减氮不减产”,可以切实解决问题(环境保护方面的意义)。请大家简要设计一个实验思路验证OsDREB1C基因过表达能实现水稻“减氮不减产”。

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