Question

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，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，具體操作流程如圖1．據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)

 

獲取PG基因．
（2）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，理由是

 

．之后，還需將其置于質(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

 

，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，此過(guò)程除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加

 

．
（5）將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時(shí)間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖2．據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)是

 

，單株鮮重的變化趨勢(shì)是

 

．據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí)，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量

 

（能、不能）滿足自身最佳生長(zhǎng)的需要．
（6）據(jù)圖推測(cè)，若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過(guò)程中提高其光合作用能力，應(yīng)

 

（降低，增加）培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù),植物培養(yǎng)的條件及過(guò)程

專題：

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(guò)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(guò)程．

解答： 解：（1）已獲取PG的mRNA，可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄法獲得目的基因．
（2）由圖可知重組質(zhì)粒中含卡那霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞，故可用含卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選．之后，還需將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生．
（3）由以上分析可知，反義RNA和與天然PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA結(jié)合，從而抑制翻譯過(guò)程；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）．
（5）將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時(shí)間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖2．據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)是逐漸減小，單株鮮重的變化趨勢(shì)是先增加后下降．據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí)，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量不能滿足自身最佳生長(zhǎng)的需要．
（6）據(jù)圖推測(cè)，若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過(guò)程中提高其光合作用能力，應(yīng)降低培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄法
（2）卡那霉素         重組質(zhì)粒中含卡那霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞      是否發(fā)生質(zhì)壁分離
（3）天然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)胞的增殖和分化）                植物激素（生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）
（5）逐漸減小                      先增加后下降                             不能
（6）降低

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合轉(zhuǎn)基因番茄的培育過(guò)程，考查基因工程的原理及技術(shù)、植物組織培養(yǎng)過(guò)程、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離，要求考生識(shí)記基因工程的原理、工具及相關(guān)操作，能分析轉(zhuǎn)基因番茄培育過(guò)程圖，并從中提取有效信息答題；識(shí)記植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用；掌握植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的條件．