Question

【題目】普通番茄細(xì)胞中含多聚半乳糖醛酸酶基因（PG），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，不易保存。研究人員將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入番茄�?xì)胞培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因番茄。已知：目的基因和質(zhì)粒（含卡那霉素抗性基因Kar+）上有PstI、SmaI、HindIII、AluI四種限制酶切割位點(diǎn)，主要流程如圖。（圖中番茄細(xì)胞核內(nèi)僅顯示相關(guān)染色體）

【1】多聚半乳糖醛酸酶的作用類(lèi)似于______。

A.果膠酶B.溶菌酶C.淀粉酶D.纖維素酶

【2】為確保目的基因與質(zhì)粒進(jìn)行有效拼接，構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的限制酶是_____。

A.PstIB.SmaIC.HindIIID.AluI

【3】過(guò)程①中，植物細(xì)胞經(jīng)歷的過(guò)程有______。

A.分裂B.生長(zhǎng)C.脫分化D.再分化

【4】質(zhì)粒上的卡那霉素抗性基因可作為______，若要利用該基因篩選出含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌，需要的操作是______。

【5】據(jù)圖提供的轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞中遺傳信息傳遞過(guò)程，分析轉(zhuǎn)基因番茄能抗軟化的原因是____________。

Answer 1

【答案】

【1】AD

【2】AB

【3】ABD

【4】 標(biāo)記基因 在培養(yǎng)農(nóng)桿菌的培養(yǎng)基內(nèi)添加卡那霉素

【5】目的基因和PG基因分別轉(zhuǎn)化出mRNA1和mRNA2，兩單鏈之間發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)形成雙鏈，使翻譯蛋白質(zhì)終止

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成；

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等；

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法；

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲(chóng)鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

【1】題意顯示多聚半乳糖醛酸酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，而細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專(zhuān)一性可知纖維素酶和果膠酶都破壞細(xì)胞壁，據(jù)此推測(cè)多聚半乳糖醛酸酶的作用于果膠酶和纖維素酶的作用相似，即AD正確。

故選AD。

【2】為確保目的基因與質(zhì)粒進(jìn)行有效拼接，構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)應(yīng)選用的限制酶是_____。

A、在目的基因的兩端有PstI限制酶的識(shí)別位點(diǎn)，同時(shí)在質(zhì)粒也含有該酶的識(shí)別位點(diǎn)，因此可用PstI限制酶處理目的基因和質(zhì)粒然后利用DNA連接酶構(gòu)建重組質(zhì)粒，A正確；

B、用PstI和SmaI兩種限制酶處理目的基因和質(zhì)�？梢允官|(zhì)粒和目的基因均具有兩種黏性末端，從而有利于重組質(zhì)粒的定向連接，因此可用SmaI處理，B正確；

C.、在目的基因中不存在HindIII酶的識(shí)別位點(diǎn)，因此不可用，C錯(cuò)誤；

D、若使用AluI酶處理質(zhì)粒和目的基因，會(huì)導(dǎo)致目的基因被破壞，故該酶不能使用，D錯(cuò)誤。

故選AB。

【3】圖中過(guò)程①為再分化的過(guò)程，在該過(guò)程中植物細(xì)胞需要經(jīng)過(guò)分裂、分化才能完成，宏觀上該過(guò)程中個(gè)體表現(xiàn)為生長(zhǎng)，在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中叫做脫分化，也就是說(shuō)，過(guò)程①中，植物細(xì)胞經(jīng)歷的過(guò)程有分裂、生長(zhǎng)和再分化，即ABD正確。

故選ABD。

【4】質(zhì)粒上的卡那霉素抗性基因可作為標(biāo)記基因，通�？梢杂糜诤Y選成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的受體細(xì)胞，這里受體細(xì)胞是土壤農(nóng)桿菌，為了將成功導(dǎo)入重組質(zhì)粒的土壤農(nóng)桿菌篩選出來(lái)，需要在培養(yǎng)農(nóng)桿菌的培養(yǎng)基內(nèi)添加卡那霉素，在該培養(yǎng)基中能正常生長(zhǎng)的土壤農(nóng)桿菌就是成功導(dǎo)入目的基因的。

【5】結(jié)合圖中信息可知轉(zhuǎn)基因番茄能抗軟化的原因是目的基因和PG基因分別轉(zhuǎn)化出mRNA1和mRNA2，兩單鏈之間發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)形成雙鏈，從而使得PG基因轉(zhuǎn)錄出的使mRNA2無(wú)法正常翻譯，進(jìn)而表達(dá)出抗軟化的性狀。

熟知基因工程的原理和操作步驟是解答本題的關(guān)鍵！能夠從圖中理出關(guān)鍵信息是解答本題的另一關(guān)鍵！