Question

20．研究顯示，RNA在基因表達調控中扮演著重要角色．近期，德國科學家在《Science》雜志發表論文稱，他們以馬鈴薯甲蟲生長所必需的β-肌動蛋白基因作為目的基因，將特異的雙鏈RNA（dsRNA，長度大于60個堿基對）轉入馬鈴薯的葉綠體，如圖所示，用這種馬鈴薯葉片喂食的甲蟲幼蟲5天后全部死亡；但將同樣的dsRNA轉入馬鈴薯的核基因組，則完全不能使馬鈴薯有抗蟲效果．請回答．

（1）通常細胞中的RNA以單鏈形式存在，如作為翻譯模板的mRNA；細胞中除葉綠體外，含有核酸的細胞器還包括線粒體、核糖體；dsRNA的堿基互補配對方式為鳥嘌呤-胞嘧啶、腺嘌呤-尿嘧啶（寫中文名稱）．
（2）據圖可知，轉入馬鈴薯細胞核DNA的dsRNA會被植物細胞內的核酸酶切割成小片段的siRNA，但其進入甲蟲腸道后不能被吸收；葉綠體中不存在（存在/不存在）核酸酶，轉入葉綠體DNA的dsRNA能夠進入甲蟲腸道并被吸收，再被甲蟲細胞中的核酸酶切割．
（3）資料顯示，siRNA能降解已合成的目的基因的mRNA，從而抑制基因的表達，此類干擾屬于轉錄后（轉錄前/轉錄后）水平引發的基因沉默．本研究中，siRNA可引發β-肌動蛋白基因沉默，最終使甲蟲死亡．

Answer 1

分析 1、基因控制蛋白質的合成包括轉錄和翻譯兩個過程，其中轉錄是以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程；翻譯是以mRNA為模板合成蛋白質的過程．
2、分析題圖：轉入馬鈴薯細胞核DNA的dsRNA會被植物細胞內的核酸酶切割成小片段的siRNA，但轉入葉綠體DNA的dsRNA不能被核酸酶切割形成siRNA．

解答 解：（1）翻譯的模板是mRNA；含有核酸的細胞器有葉綠體（含有DNA和RNA）、線粒體（含有DNA和RNA）和核糖體（含有RNA）；dsRNA是雙鏈RNA，其堿基互補配對方式為鳥嘌呤-胞嘧啶、腺嘌呤-尿嘧啶．
（2）據圖可知，轉入馬鈴薯細胞核DNA的dsRNA會被植物細胞內的核酸酶切割成小片段的siRNA，但其進入甲蟲腸道后不能被吸收；dsRNA轉入葉綠體后沒有被切割，說明葉綠體中不存在核酸酶；由圖可知，轉入葉綠體DNA的dsRNA能夠進入甲蟲腸道并被吸收，再被甲蟲細胞中的核酸酶切割形成siRNA．
（3）mRNA是轉錄形成的，資料顯示，siRNA能降解已合成的目的基因的mRNA，從而抑制基因的表達，因此此類干擾屬于轉錄后水平引發的基因沉默．本研究中，siRNA可引發β-肌動蛋白基因沉默，最終使甲蟲死亡．
故答案為：
（1）mRNA    線粒體、核糖體    鳥嘌呤-胞嘧啶、腺嘌呤-尿嘧啶
（2）siRNA    不存在    甲蟲
（3）轉錄后    β-肌動蛋白基因

點評 本題結合圖解，考查遺傳信息的轉錄和翻譯，要求考生識記遺傳信息轉錄和翻譯的過程、場所、條件及產物等基礎知識，能結合圖中信息準確答題，屬于考綱理解和應用層次的考查．