Question

10．矮牵牛花色丰富，易于栽培，是世界上销量最大的花卉之一．科研人员尝试通过增加更多控制色素形成的基因（CHS 基因）使红花矮牵牛花瓣颜色加深．
（1）科研人员首先从红花矮牵牛的花瓣细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS 基因与运载体 结合，通过农杆菌转化法，将其导入植物叶片中．将筛选出的成功导入CHS 基因的叶片利用植物组织培养技术培育获得转基因的矮牵牛植株．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，研究人员从白花转基因植株和
红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中分别提取总RNA，然后以标记的CHS基因作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS 基因的RNA 量减少．由此推测，生物体外源CHS 基因的转入并未增加CHS 基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）对上述现象的解释有两种观点．第一种观点认为可能由于RNA聚合酶未能识别基因首端的启动子部位，从而不能进行转录．第二种观点认为由于某种原因细胞内转录出了部分与mRNA 序列互补的反义RNA，反义RNA 与mRNA 形成了双链RNA，从而降低了游离mRNA 的含量．
（4）科研人员发现自然界中存在一种CHS 基因表达受抑制的矮牵牛品种．它的表现型与上述转基因植物相似，研究发现它的细胞中CHS 基因转录正常，结合此现象推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第2种成立的可能性更大．

Answer 1

分析 1、基因工程技术的基本步骤：
（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成．
（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等．
（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样．将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法．
（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．
2、基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中任何一个过程出问题都会导致基因表达产物减少．

解答 解：（1）控制色素形成的基因只能在花瓣细胞中表达，因此可以从红花矮牵牛的花瓣细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因．然后将CHS基因与运载体结合形成基因表达载体；将目的导入植物细胞常用农杆菌转化法；将导入CHS基因的叶片细胞培育成转基因植株还需要采用植物组织培养技术．
（2）与预期结果相反，许多转基因植株的花色为白色．为探究其原因，可比较该白花转基因植株和红花非转基因植株中CHS基因转录形成的RNA量，即从白花转基因植株和红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中分别提取总RNA，然后以标记的CHS基因作为探针进行分子杂交，结果发现转基因植株中CHS基因的RNA量减少．由此推测，生物体外源CHS基因的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因表达也受到抑制，从而使花色为白色．
（3）基因首端启动子部位是RNA聚合酶识别和结合的位点；若细胞内转录出了部分与mRNA序列互补的反义RNA，则反义RNA可与mRNA结合形成双链RNA，从而降低了游离mRNA的含量．
（4）自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种，且其细胞中CHS基因转录正常，由此可推测，上述对转基因矮牵牛开白花的两种解释中第2种成立的可能性更大．
故答案为：
（1）花瓣 运载体 农杆菌 植物组织培养
（2）红花（非转基因）矮牵牛 标记的CHS 基因 内源CHS
（3）RNA 聚合 启动子 双链RNA
（4）2

点评 本题考查遗传信息的转录和翻译、基因工程的相关知识，要求考生识记遗传遗传信息转录和翻译的过程、条件、产物等基础知识；识记基因工程的原理、操作工具及操作步骤，掌握各步骤需要注意的细节，能结合题中信息准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．