Question

10．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，具體操作流程如下圖．據(jù)圖分析并回答下列問題：

（1）形成的PG反義質(zhì)粒叫做基因表達(dá)載體，它的構(gòu)建過程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶．若已獲取PG的mRNA，可通過反轉(zhuǎn)錄法 獲取PG基因．
（2）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（或克隆目的基因），要實(shí)現(xiàn)此目的，還可以用PCR法．
（3）要獲取番茄的原生質(zhì)體，通常要用到纖維素酶和果膠酶．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．將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.3g/ml的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞的是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象來鑒別細(xì)胞壁是否再生．
（4）由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能與②（“①天然的PG基因/②天然的PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA”填序號(hào)）互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因的正常表達(dá)．若觀察到番茄果實(shí)的保質(zhì)期延長，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功．
（5）將轉(zhuǎn)入反向鏈接PG基因的番茄細(xì)胞培育成完整的植株，還需要用植物組織培養(yǎng)技術(shù)；其中，愈傷組織經(jīng)再分化（或細(xì)胞增殖和分化）形成完整植株．

Answer 1

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)合抑制了翻譯過程．

解答 解：（1）在基因工程的，形成的PG反義質(zhì)粒叫做基因表達(dá)載體，它的構(gòu)建過程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶．若已獲取PG的mRNA，可通過反轉(zhuǎn)錄法獲取PG基因．
（2）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（或克隆目的基因），要實(shí)現(xiàn)此目的，還可以用PCR法．
（3）由于細(xì)胞壁的成分主要為纖維素和果膠，因此利用酶的專一性，要獲取番茄的原生質(zhì)體，通常要用到纖維素酶和果膠酶．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．植物細(xì)胞在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，這可以用來鑒別細(xì)胞壁是否再生．
（4）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)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(bǔ)結(jié)合，即抑制了該mRNA的翻譯；若轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄成功．
（5）將轉(zhuǎn)入反向鏈接PG基因的番茄細(xì)胞培育成完整的植株，需要用植物組織培養(yǎng)技術(shù)；其中，愈傷組織經(jīng)再分化形成完整植株，此過程除營養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加植物激素（生長調(diào)節(jié)劑、生長素和細(xì)胞分裂素）．
故答案為：
（1）基因表達(dá)載體    限制酶和DNA連接酶     反轉(zhuǎn)錄法
（2）大量復(fù)制目的基因（或克隆目的基因）  　  PCR
（3）纖維素酶和果膠酶   卡那霉素　  是否發(fā)生質(zhì)壁分離
（4）②延長
（5）植物組織培養(yǎng) 　    再分化（或細(xì)胞增殖和分化）

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理及操作步驟，掌握各步驟的相關(guān)細(xì)節(jié)；識(shí)記植物組織培養(yǎng)的過程，能結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．