Question

【題目】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 細胞中提取mRNA，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄獲得CHS基因．然后將CHS基因與 結(jié)合，通過 轉(zhuǎn)化法，將其導入植物葉片中．將篩選出的成功導入CHS基因的葉片利用 技術(shù)培育獲得轉(zhuǎn)基因的矮牽牛植株．

（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，研究人員從白花轉(zhuǎn)基因植株和紅花（非轉(zhuǎn)基因）矮牽牛植株的細胞中分別提取總RNA，然后以 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 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 酶未能識別基因首端的 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)錄出了部分與mRNA序列互補的反義RNA，反義RNA與mRNA形成了 ，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)它的細胞中CHS基因轉(zhuǎn)錄正常，結(jié)合此現(xiàn)象推測，上述對轉(zhuǎn)基因矮牽牛開白花的兩種解釋中第 種成立的可能性更大．

Answer 1

【答案】（1）花瓣 運載體 農(nóng)桿菌 植物組織培養(yǎng)

（2）標記的CHS基因 內(nèi)源CHS

（3）RNA聚合 啟動子 雙鏈RNA

（4）2

【解析】

試題分析：1、基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴增和人工合成．

（2）基因表達載體的構(gòu)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(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA﹣﹣分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)﹣﹣抗原﹣抗體雜交技術(shù)．個體水平上的鑒定：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)錄和翻譯兩個過程，其中任何一個過程出問題都會導致基因表達產(chǎn)物減少．

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；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(shù)．

（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．

（4）自然界中存在一種CHS基因表達受抑制的矮牽牛品種，且其細胞中CHS基因轉(zhuǎn)錄正常，由此可推測，上述對轉(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 運載體 農(nóng)桿菌 植物組織培養(yǎng)

（2）標記的CHS基因 內(nèi)源CHS

（3）RNA聚合 啟動子 雙鏈RNA

（4）2