Question

【題目】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(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，具體操作流程如下圖。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）形成的PG反義質(zhì)粒叫做_______________，它的構(gòu)建過(guò)程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有_______________。若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)__________獲取PG基因。重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是________，要實(shí)現(xiàn)此目的，還可以用______________法。

（2）要獲取番茄的原生質(zhì)體，通常要用到________________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__________的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞________現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。

（3）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)。若觀察到__________，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。

（4）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__________技術(shù)；其中，愈傷組織經(jīng)__________形成完整植株。

Answer 1

【答案】（1）基因表達(dá)載體 限制酶和連接酶 反轉(zhuǎn)錄法 大量復(fù)制目的基因（或克隆目的基因） PCR

（2）纖維素酶和果膠酶 卡那霉素 是否發(fā)生質(zhì)壁分離

（3）天然的PG基因轉(zhuǎn)錄的Mrna 番茄果實(shí)的保質(zhì)期延長(zhǎng)

（4）植物組織培養(yǎng) 再分化（或細(xì)胞增殖和分化）

【解析】

試題分析：（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(guò)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(guò)反轉(zhuǎn)錄法獲取PG基因。大腸桿菌繁殖快，重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中，目的基因可以大量復(fù)制，要實(shí)現(xiàn)此目的，還可以用PCR技術(shù)。

（2）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(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。

（3）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和天然的PG基因轉(zhuǎn)錄的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(zhǎng)，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄成功。

（4）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(guò)程除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加植物激素（生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）。