Question

【題目】番茄營養(yǎng)豐富，是人們喜愛的一類果蔬。但普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。為滿足人們的生產(chǎn)生活需要，科學(xué)家們通過基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時間長的番茄新品種。操作流程如圖，請據(jù)圖回答。

（1）在該實驗中的目的基因是 。圖中通過過程①形成重組DNA，需要的工具酶有 。

（2）將重組DNA導(dǎo)入普通番茄細(xì)胞，采用的方法是 。由于土壤農(nóng)桿菌的重組DNA中含有 ，它可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因整合到受體細(xì)胞染色體DNA上。除圖中所

示方法以外，將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞還有花粉管通道法和 。

（3）從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時的 過程，最終

使番茄獲得抗軟化的性狀。據(jù)圖可知多聚半乳糖醛酸酶基因與抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因。其 原因是 。

（4）圖中培養(yǎng)②和培養(yǎng)③過程能順利完成，通常主要取決于培養(yǎng)基成分中的植物激素的 ;要快速繁殖轉(zhuǎn)基因抗軟化番茄植株，目前常用的生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該技術(shù)的原理是 。

（5）為防止轉(zhuǎn)基因番茄通過花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其它植物而造成“基因污染”，可以

將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入到番茄植物�?xì)胞的 （結(jié)構(gòu)）中，從而使目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代中顯現(xiàn)出來。

Answer 1

【答案】（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因 限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶

（2）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法（或細(xì)菌侵染法）；可轉(zhuǎn)移DNA ； 基因槍法

（3）翻譯；它們不位于同源染色體的相同位置（合理給分）

（4）種類及其濃度配比；細(xì)胞的全能性

（5）線粒體（或葉綠體）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意和圖示可知，普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，該基因能表達(dá)多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏�？茖W(xué)家們通過基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時間長的番茄新品種，說明科學(xué)家轉(zhuǎn)到番茄體內(nèi)的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因。過程①是將抗多聚半乳糖醛酸酶基因和質(zhì)粒重組在一起，需要用到限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。

（2）由圖示可知，科學(xué)家將重組DNA先導(dǎo)入農(nóng)桿菌體內(nèi)，然后依靠農(nóng)桿菌侵染普通番茄細(xì)胞，利用農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上的T-DNA（可轉(zhuǎn)移）的特點將抗多聚半乳糖醛酸酶基因整合到番茄的染色體DNA上，這種方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。除了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞還有花粉管通道法和基因槍法。

（3）從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時的翻譯過程。最終使番茄獲得抗軟化的性狀。據(jù)圖可知多聚半乳糖醛酸酶基因與抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因。其原因是它們不位于同源染色體的相同位置。

（4）過程②脫分化、過程③是再分化，這兩個過程能順利完成，通常主要取決于培養(yǎng)基成分中的植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）的種類及其濃度配比。植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性。

（5）為防止轉(zhuǎn)基因番茄通過花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其它植物而造成“基因污染”，可以

將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入到番茄植物�?xì)胞的線粒體（或葉綠體）中，從而使目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代中顯現(xiàn)出來，因為花粉不含有線粒體或葉綠體基因。

生物種類	植物	動物	微生物
常用方法	農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法	顯微注射技術(shù)	感受態(tài)細(xì)胞法
受體細(xì)胞	體細(xì)胞或 受精卵	受精卵	原核細(xì)胞
轉(zhuǎn)化過程	將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的TDNA上→農(nóng)桿菌→導(dǎo)入植物細(xì)胞→整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上→表達(dá)	將含有目的基因的表達(dá)載體提純→取卵（受精卵）→顯微注射→受精卵發(fā)育→獲得具有新性狀的動物	Ca2＋處理細(xì)胞→感受態(tài)細(xì)胞→重組表達(dá)載體DNA分子與感受態(tài)細(xì)胞混合→感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子