Question

13．矮牽�；ㄉ�豐富，易于栽培，是世界上銷量最大的花卉之一，科研人員嘗試通過增加更式控制色素形成的基因（CHS基因）使紅花矮牽牛花瓣顏色加深．
（1）科研人員按如一步驟進行操作：
第一步：首先從紅花矮牽牛的花瓣細胞中提取mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因．
第二步：將CHS基因與質(zhì)粒構建重組質(zhì)粒，該過程需要使用限制酶酶和DNA連接酶酶．
第三步：通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將其導入植物細胞中．
第四步：將篩選出的成功導入CHS基因的細胞利用植物組織培養(yǎng)技術培育獲得轉(zhuǎn)基因的矮牽牛植株，該技術的原理是植物細胞的全能性．
（2）實驗結(jié)果與預期結(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)基因植株和紅花植株的細胞中分別提出總RNA，然后以標記的CHS基因作為探針進行分子雜交，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，生物體外源CHS基因的轉(zhuǎn)入并未增加CHS基因的表達，甚至連細胞的內(nèi)源CHS基因表達也受到抑制從而使花色為白色．
（3）對上述現(xiàn)象的解釋有兩種觀點，第一種觀點認為可能由于RNA聚合酶未能識別基因首端的啟動子部位，從而不能進行轉(zhuǎn)錄，第二種觀點認為由于某種原因細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出了部分的含量．

Answer 1

分析 基因工程技術的基本步驟（四步）：
（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成．
（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物細胞的方法是感受態(tài)細胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(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；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣細胞中表達，因此可以從紅花矮牽牛的花瓣細胞中提取mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因．然后將CHS基因與運載體結(jié)合形成基因表達載體，這個過程需要限制酶和DNA連接酶的作用；將目的導入植物細胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；將導入CHS基因的葉片細胞培育成轉(zhuǎn)基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術，該技術的原理是植物細胞的全能性．
（2）與預期結(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）矮牽牛植株的細胞中分別提取總RNA，然后以標記的CHS基因作為探針進行分子雜交，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，生物體外源CHS基因的轉(zhuǎn)入并未增加CHS基因的表達，甚至連細胞的內(nèi)源CHS基因表達也受到抑制，從而使花色為白色．
（3）基因首端啟動子部位是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點；若細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出了部分與mRNA序列互補的反義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．
故答案為：
（1）花瓣 限制酶  DNA連接酶   農(nóng)桿菌 植物組織培養(yǎng)   植物細胞的全能性
（2）標記的CHS基因   分子雜交   內(nèi)源CHS
（3）RNA聚合 啟動子 雙鏈RNA

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