- 试题详情及答案解析
- （11分）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 细胞中提取mRNA，经反转录获得CHS基因。然后将CHS基因与 结合，通过 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 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
植株的细胞中分别提取总RNA，然后以 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 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 酶未能识别基因首端的
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 ，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 种成立的可能性更大。- 答案：（11分）
（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 - 试题分析：（1）实施基因工程的第一步是获取目的基因，依题意可知，控制色素形成的基因（CHS基因）为目的基因，该基因在花瓣细胞中得以表达，因此在红花矮牵牛的花瓣细胞中能提取到相应的mRNA，再经反转录获得CHS基因；第二步是基因表达载体的构建，即目的基因与运载体结合；第三步是将目的基因导入受体细胞，将目的基因导入植物细胞常采用农杆菌转化法；利用植物组织培养技术可将含有目的基因的植物细胞培育成转基因植株。
（2）许多转基因植株的花色为白色，说明目的基因没有在受体细胞中完成表达，所以，需要实施基因工程的第四步：目的基因的检测与鉴定。检测目的基因是否转录出mRNA，可采用分子杂交技术，即以标记的CHS基因作为探针，分别与从白花转基因植株和红花（非转基因）矮牵牛植株的细胞中提取的总RNA进行杂交。若检测的结果是转基因植株中CHS基因的RNA量减少，说明生物体外源CHS基因（目的基因）的转入并未增加CHS基因的表达，甚至连细胞的内源CHS基因的表达也受到抑制，从而使花色为白色。
（3）基因的表达包括转录和翻译两个阶段。许多转基因植株的花色为白色的原因可能有二：①是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，因为基因首端的启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它，才能驱动基因转录出mRNA，最终通过翻译过程获得所需要的蛋白质。②是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，不但降低了游离mRNA的含量，还会抑制翻译过程，导致目的基因不能成功表达。
（4）依题意“自然界中存在一种CHS基因表达受抑制的矮牵牛品种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”，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。
考点：本题考查基因工程的相关知识，意在考查能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。