题目内容
【题目】矮牵牛花色丰富,是世界上销量最大的花卉之一。其中含有的CHS基因,是一类直接编码花色素代谢的生物合成酶基因。科研人员拟对矮牵牛进行花色改良,可以用CHS的反义基因使花色素合成被打断,而使花色变淡,甚至变成白色或者粉色。
(1)据图分析推测,反义CHS基因引起矮牵牛花色改变是因为阻止CHS基因的________(转录/翻译)过程,从而改变牵牛花的花色。
(2)用此反义基因克隆出成百上千的反义CHS基因,最常用的方法 ______________。
(3)用农杆菌转化法将反义CHS基因导入矮牵牛细胞,需要将此基因插入农杆菌Ti质粒的____上,这一步在基因工程中称为_________________________________。
(4)为确定矮牵牛的DNA上是否插入了反义CHS基因,可用 ______________技术进行检测,该技术所用的“探针”是指 ______________________________________。
(5)将筛选出已成功导入CHS基因的细胞利用__________________技术培育获得转基因的矮牵牛植株,该技术的原理是___________________________
【答案】翻译 PCR T-DNA 基因表达载体的构建 DNA分子杂交 放射性同位素标记的反义CHS基因 植物组织培养 植物细胞全能性
【解析】
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。由图可知,CHS基因转录形成的mRNA1和反义CHS基因转录形成的mRNA2结合形成双链RNA,可阻止mRNA1的翻译过程。
2、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。
(1)据图并结合上述分析可知,反义CHS基因引起矮牵牛花色改变是因为阻止CHS基因的翻译过程,从而改变牵牛花的花色。
(2)用此反义基因克隆出成百上千的反义CHS基因,最常用的方法PCR扩增。
(3)Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞,并整合到受体细胞的染色体上,将目的基因转移到受体细胞的DNA中。所以用农杆菌转化法将反义CHS基因导入矮牵牛细胞,需要将此基因插入农杆菌Ti质粒的T-DNA上,这一步在基因工程中称为基因表达载体的构建。
(4)为确定矮牵牛的DNA上是否插入了反义CHS基因,可用放射性同位素标记反义CHS基因制成探针,利用DNA分子杂交技术进行检测。
(5)将筛选出已成功导入CHS基因的细胞利用植物组织培养技术培育获得转基因的矮牵牛植株,该技术的原理是植物细胞全能性。