Question

18．矮牽牛花色豐富，易于栽培，是世界上銷量最大的花卉之一．科研人員嘗試過增加更多控制色素形成的基因（CHS基因）使紅花矮牽�；ò觐伾�加深．
（1）科研人員首先從紅花矮牽牛的花瓣細(xì)胞中提取mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因．然后將CHS基因與運(yùn)載體 結(jié)合通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將其導(dǎo)入植物葉片中．將篩選出的成功導(dǎo)入CHS基因的葉片利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育獲得轉(zhuǎn)基因的矮牽牛植株．
（2）與預(yù)期結(jié)果相反，許多轉(zhuǎn)基因植株的花色為白色．為探究其原因，研究人員從白花轉(zhuǎn)基因植株和紅花（非轉(zhuǎn)基因）矮牽牛植株的細(xì)胞中分別提取總RNA，然后以標(biāo)記的CHS 基因作為探針進(jìn)行分子雜交，結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株中CHS 基因的RNA 量減少．由此推測(cè)，生物體外源CHS 基因的轉(zhuǎn)入并未增加CHS 基因的表達(dá)，甚至連細(xì)胞的內(nèi)源CHS基因表達(dá)也受到抑制，從而使花色為白色．
（3）對(duì)上述現(xiàn)象的解釋有兩種觀點(diǎn)．第一種觀點(diǎn)認(rèn)為可能由于RNA 聚合酶未能識(shí)別基因首端的啟動(dòng)子部位，從而不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄．第二種觀點(diǎn)認(rèn)為由于某種原因細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出了部分與mRNA 序列互補(bǔ)的反義RNA，反義RNA 與mRNA 形成了雙鏈RNA，從而降低了游離mRNA 的含量．
（4）科研人員發(fā)現(xiàn)自然界中存在一種CHS 基因表達(dá)受抑制的矮牽牛品種．它的表現(xiàn)型與上述轉(zhuǎn)基因植物相似，研究發(fā)現(xiàn)它的細(xì)胞中CHS 基因轉(zhuǎn)錄正常，結(jié)合此現(xiàn)象推測(cè)，上述對(duì)轉(zhuǎn)基因矮牽牛開白花的兩種解釋中第2種成立的可能性更大．

Answer 1

分析 1、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，其中任何一個(gè)過程出問題都會(huì)導(dǎo)致基因表達(dá)產(chǎn)物減少．

解答 解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣細(xì)胞中表達(dá)，因此可以從紅花矮牽牛的花瓣細(xì)胞中提取mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因．然后將CHS基因與運(yùn)載體結(jié)合形成基因表達(dá)載體；將目的導(dǎo)入植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；將導(dǎo)入CHS基因的葉片細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)．
（2）與預(yù)期結(jié)果相反，許多轉(zhuǎn)基因植株的花色為白色．為探究其原因，可比較該白花轉(zhuǎn)基因植株和紅花非轉(zhuǎn)基因植株中CHS基因轉(zhuǎn)錄形成的RNA量，即從白花轉(zhuǎn)基因植株和紅花（非轉(zhuǎn)基因）矮牽牛植株的細(xì)胞中分別提取總RNA，然后以標(biāo)記的CHS基因作為探針進(jìn)行分子雜交，結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株中CHS基因的RNA量減少．由此推測(cè)，生物體外源CHS基因的轉(zhuǎn)入并未增加CHS基因的表達(dá)，甚至連細(xì)胞的內(nèi)源CHS基因表達(dá)也受到抑制，從而使花色為白色．
（3）基因首端啟動(dòng)子部位是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)；若細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出了部分與mRNA序列互補(bǔ)的反義RNA，則反義RNA可與mRNA結(jié)合形成雙鏈RNA，從而降低了游離mRNA的含量．
（4）自然界中存在一種CHS基因表達(dá)受抑制的矮牽牛品種，且其細(xì)胞中CHS基因轉(zhuǎn)錄正常，由此可推測(cè)，上述對(duì)轉(zhuǎn)基因矮牽牛開白花的兩種解釋中第2種成立的可能性更大．
故答案為：
（1）花瓣 運(yùn)載體 農(nóng)桿菌 植物組織培養(yǎng)
（2）紅花（非轉(zhuǎn)基因）矮牽牛 標(biāo)記的CHS 基因 內(nèi)源CHS
（3）RNA 聚合 啟動(dòng)子 雙鏈RNA
（4）2

點(diǎn)評(píng) 本題考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記遺傳遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、條件、產(chǎn)物等基礎(chǔ)知識(shí)；識(shí)記基因工程的原理、操作工具及操作步驟，掌握各步驟需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合題中信息準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．