Question

【題目】番茄紅素具有一定的抗癌效果果，但在番茄紅素環(huán)化酶的催化作用下，易轉(zhuǎn)化為胡蘿卜素�？茖W(xué)家利用基因工程設(shè)計了重組DNA（質(zhì)粒三），并導(dǎo)入番茄細(xì)胞，從而阻止番茄紅素的轉(zhuǎn)化，提高番茄紅素的產(chǎn)量。下圖為利用質(zhì)粒一和目的基因構(gòu)建重質(zhì)粒三的過程示意圖。請回答下列問題：

（1）該過程中用到的工具有____________，圖中“目的基因”是____________基因。

（2）先構(gòu)建“質(zhì)粒二”的原因主要是利用質(zhì)粒二中含有____________。利用限制酶BamHⅠ開環(huán)后去磷酸化的目的是____________，再用及Ecl酶切的目的是____________。

（3）質(zhì)粒三導(dǎo)入受體細(xì)胞并表達(dá)后，形成雙鏈RNA(發(fā)卡）的原因是____________�！鞍l(fā)卡”在受體細(xì)胞內(nèi)可以阻止____________過程，從而使基因“沉默”。

Answer 1

【答案】 限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體（質(zhì)粒） 番茄紅素環(huán)化酶 BamHⅠ和Ecl酶的識別序列（和切割位點） 防止自身環(huán)化 確保目的基因反向連接 轉(zhuǎn)錄后的RNA分子中存在互補(bǔ)配對的堿基序列 翻譯

【解析】試題分析：本題以圖文結(jié)合的形式綜合考查學(xué)生對基因工程的知識的識記和理解能力。解答本題需熟記并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知識網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合問題情境，從題圖和題意中提取有效信息，進(jìn)行相關(guān)問題的解答。

(1)圖示為利用質(zhì)粒一和目的基因構(gòu)建重質(zhì)粒三的過程，用到的工具有限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體（質(zhì)粒）。將構(gòu)建的重質(zhì)粒三導(dǎo)入番茄細(xì)胞并成功表達(dá)后，阻止了番茄紅素轉(zhuǎn)化為胡蘿卜素，而該轉(zhuǎn)化是在番茄紅素環(huán)化酶的催化作用下完成的，由此推知：圖中“目的基因”是番茄紅素環(huán)化酶基因。

(2)分析圖示可知：質(zhì)粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的識別序列，因此先構(gòu)建“質(zhì)粒二”的原因主要是利用質(zhì)粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的識別序列（和切割位點）。利用限制酶BamHⅠ開環(huán)后去磷酸化的目的是防止自身環(huán)化，再用Ecl酶切的目的是確保目的基因反向連接。

(3)質(zhì)粒三導(dǎo)入受體細(xì)胞并表達(dá)后，形成雙鏈RNA(發(fā)卡）的原因是轉(zhuǎn)錄后的RNA分子中存在互補(bǔ)配對的堿基序列。雙鏈RNA(發(fā)卡）的形成導(dǎo)致核糖體不能與mRNA的結(jié)合，因此“發(fā)卡”在受體細(xì)胞內(nèi)可以阻止翻譯過程，從而使基因“沉默”。