Question

【題目】[生物--選修3：現(xiàn)代生物科技專題] 多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠使細(xì)胞壁破損。成熟的番茄果實(shí)中，PG量合成顯著增加，能使果實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達(dá)，可延長(zhǎng)果實(shí)保質(zhì)期。科學(xué)家將PG基因反向接到Ti質(zhì)粒上，導(dǎo)入番茄細(xì)胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)_______獲取PG基因；在該基因上游加結(jié)構(gòu)A可確保基因的反向轉(zhuǎn)錄，結(jié)構(gòu)A上應(yīng)具有___________結(jié)合位點(diǎn)；重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是______。

（2）用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有______的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能與_________互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因的正常表達(dá)。

（3）若________，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因，科研人員常用____________方法使子代保持轉(zhuǎn)基因番茄的優(yōu)良性狀。

Answer 1

【答案】 逆轉(zhuǎn)錄法（反轉(zhuǎn)錄法或cDNA文庫(kù)法） RNA聚合酶 大量復(fù)制目的基因（克隆目的基因） 卡那霉素 天然PG基因轉(zhuǎn)錄的正常mRNA 轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長(zhǎng) 無(wú)性繁殖（植物組織培養(yǎng)）

【解析】試題分析：分析題圖，圖示是將將PG基因反向接到Ti質(zhì)粒上，導(dǎo)入到番茄細(xì)胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄的過(guò)程。反義RNA一般是指與編碼鏈或有義鏈互補(bǔ)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(bǔ)結(jié)合呈雙鏈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(bǔ)結(jié)合抑制了翻譯過(guò)程。

（1）若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄法獲取PG基因（目的基因）。結(jié)構(gòu)A與轉(zhuǎn)錄有關(guān)，則應(yīng)該含有啟動(dòng)子，而啟動(dòng)子是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程。將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是大量復(fù)制目的基因（克隆目的基因）。

（2）由圖可知，標(biāo)記基因是卡那霉素抗性基因，因此用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能與天然PG基因轉(zhuǎn)錄的正常mRNA互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因的正常表達(dá)。

（3）若轉(zhuǎn)基因番茄培育成功，則轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長(zhǎng)。獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因，但可用無(wú)性繁殖（植物組織培養(yǎng)）方法使子代保持轉(zhuǎn)基因番茄的優(yōu)良性狀。