Question

多聚半乳糖醛酸酶（PG），能降解果膠使細胞壁破損．番茄果實成熟中，PG合成顯著增加，能使果實交紅變軟，但不利于保鮮，可利用基因工程的方法以其進行改造．請據(jù)圖1回答：

（1）提取目的基因
①若已獲取PG的mRNA，可通過

 

獲取PG基因．
②在該基因上游加結構A可確保基因的反義轉錄，結構A上應具有

 

酶結合位點．得到的目的基因兩側需人工合成BamHI黏性末端．已知BamHⅠ的識別序列如圖2-甲所示，請在圖2-乙相應位置上，畫出目的基因兩側的黏性末端

 

．
③重組質粒轉化到大腸桿菌中的目的是

 

．
（2）用含目的基因的農稈菌感染番茄原生質體后，可用培養(yǎng)基進行篩選．培養(yǎng)24-48h后取樣，在質量分數(shù)為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞

 

現(xiàn)象來鑒別細胞壁是否再生．
（3）由于導入的目的基因能轉錄反義RNA，且能與

 

互補結合，抑制PG基因的正常表達．若轉基因番茄的保質期比非轉基因番茄

 

，則可確定轉基因番茄成功．
（4）獲得的轉基因番茄產生的種子不一定保留目的基因，科研人員常采用

 

技術手段使子代保持轉基因的優(yōu)良性狀．
（5）改造過程需要的工具酶有

 

，如果在此過程中形成的是平末端，則起“縫合作用的酶是

 

．
（6）在構建基因表達載體時，除了插入目的基因外，基因表達載體中還需含有

 

，在該番茄薪品種的培育過程中，將目的基因導入受體細胞的方法叫做

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：分析流程圖：圖示表示轉基因番茄的培育過程，在PG基因上游加結構A以確�；�因的反向轉錄，再構建基因表達載體，通過農桿菌轉化法，將目的基因導入番茄原生質體，培養(yǎng)使之再生出細胞壁，再用植物組織培養(yǎng)技術使子代保持轉基因的優(yōu)良性狀．

解答： 解：（1）①已獲取PG的mRNA，可通過逆轉錄或cDNA文庫的方法獲得目的基因．
②基因轉錄的產物是mRNA，在轉錄時需要RNA聚合酶．目的基因兩側的黏性末端如圖：

③大腸桿菌繁殖快，因此將重組質粒轉化到大腸桿菌中的目的是大量復制目的基因（克隆目的基因）．
（2）植物細胞在質量分數(shù)為25%的蔗糖溶液中會發(fā)生質壁分離現(xiàn)象，這可以用來鑒別細胞壁是否再生．
（3）反義RNA一般是指與編碼鏈或有義鏈互補的DNA鏈編碼的RNA，mRNA是由編碼鏈或有義鏈編碼的RNA，所以反義RNA和mRNA分子能互補成雙鏈的RNA．由于核糖體不能翻譯雙鏈的RNA，所以反義RNA與mRNA特異性的互補結合，即抑制了該mRNA的翻譯；若轉基因番茄的保質期比非轉基因番茄長，則可確定轉基因番茄成功．
（4）獲得的轉基因番茄產生的種子（是有性生殖的后代，會發(fā)生性狀分離）不一定保留目的基因，故要保持該優(yōu)良性狀，可采用無性生殖即植物組織培養(yǎng)的方法．
（5）改造過程需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶；DNA連接酶分為E．coliDNA連接酶和T₄DNA連接酶，這二者都能連接黏性末端，此外T₄DNA連接酶還可以連接平末端．
（6）基因表達載體的組成包括目的基因、啟動子、終止子、標記基因、復制原點；將目的基因導入植物細胞常用農桿菌轉化法．
故答案為：
（1）①逆轉錄（或cDNA文庫）
②RNA聚合酶       
③大量復制目的基因（克隆目的基因）
（2）是否發(fā)生質壁分離
（3）天然PG基因轉錄的mRNA      長
（4）植物組織培養(yǎng)
（5）限制酶和DNA連接酶    T₄DNA連接酶
（6）啟動子、終止子、標記基因、復制原點     農桿菌轉化法

點評：本題結合轉基因番茄形成的流程圖，考查基因工程、植物組織培養(yǎng)等知識，要求考生掌基因工程的原理和具體操作步驟，認真分析轉基因番茄形成的流程圖，理解轉基因番茄的保質期時間長的原因，再答題．需要注意的是第（3）題，還要求考生明確質壁分離的應用，可以用于判斷植物細胞是否再生出細胞壁．