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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由睿
(1)科研人員首先從紅花矮牽牛的花瓣細胞中提取mRNA,經反轉錄獲得CHS基因.然后將CHS基因與運載體 結合通過農桿菌轉化法,將其導入植物葉片中.將篩選出的成功導入CHS基因的葉片利用植物組織培養(yǎng)技術培育獲得轉基因的矮牽牛植株.
(2)與預期結果相反,許多轉基因植株的花色為白色.為探究其原因,研究人員從白花轉基因植株和紅花(非轉基因)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,結果發(fā)現轉基因植株中CHS 基因的RNA 量減少.由此推測,生物體外源CHS 基因的轉入并未增加CHS 基因的表達,甚至連細胞的內源CHS基因表達也受到抑制,從而使花色為白色.
(3)對上述現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,從而不能進行轉錄.第二種觀點認為由于某種原因細胞內轉錄出了部分與mRNA 序列互補的反義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.它的表現型與上述轉基因植物相似,研究發(fā)現它的細胞中CHS 基因轉錄正常,結合此現象推測,上述對轉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.

分析 1、基因工程技術的基本步驟:
(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)將目的基因導入受體細胞:根據受體細胞不同,導入的方法也不一樣.將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法;將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因導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--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.
2、基因控制蛋白質的合成包括轉錄和翻譯兩個過程,其中任何一個過程出問題都會導致基因表達產物減少.

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,經反轉錄獲得CHS基因.然后將CHS基因與運載體結合形成基因表達載體;將目的導入植物細胞常用農桿菌轉化法;將導入CHS基因的葉片細胞培育成轉基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術.
(2)與預期結果相反,許多轉基因植株的花色為白色.為探究其原因,可比較該白花轉基因植株和紅花非轉基因植株中CHS基因轉錄形成的RNA量,即從白花轉基因植株和紅花(非轉基因)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,結果發(fā)現轉基因植株中CHS基因的RNA量減少.由此推測,生物體外源CHS基因的轉入并未增加CHS基因的表達,甚至連細胞的內源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聚合酶識別和結合的位點;若細胞內轉錄出了部分與mRNA序列互補的反義RNA,則反義RNA可與mRNA結合形成雙鏈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基因轉錄正常,由此可推測,上述對轉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 農桿菌 植物組織培養(yǎng)
(2)紅花(非轉基因)矮牽牛 標記的CHS 基因 內源CHS
(3)RNA 聚合 啟動子 雙鏈RNA
(4)2

點評 本題考查遺傳信息的轉錄和翻譯、基因工程的相關知識,要求考生識記遺傳遺傳信息轉錄和翻譯的過程、條件、產物等基礎知識;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),能結合題中信息準確答題,屬于考綱識記和理解層次的考查.

練習冊系列答案
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