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．

Answer 1

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．