Question

20．番茄果實后熟問題是影響番茄生產(chǎn)、加工和運輸?shù)碾y題．ACC合成酶是合成乙烯的關(guān)鍵酶，由ACC合成酶基因控制合成．請回答下列問題：

（1）從成熟紅番茄果實細胞中提取ACC合成酶基因的mRNA，逆轉(zhuǎn)錄成DNA單鏈，此時需要逆轉(zhuǎn)錄酶（填酶）．對此DNA單鏈進行PCR擴增，合成ACC合成酶基因時，需要的原料為四種脫氧核苷酸．
（2）將人工合成的ACC合成酶基因反向接在啟動子之后，構(gòu)成反義ACC合成酶基因．若ACC合成酶基因轉(zhuǎn)錄時，兩條單鏈（a鏈、b鏈）中的a鏈為模板鏈，則反義ACC合成酶基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為b鏈，此時細胞內(nèi)ACC合成酶基因的翻譯（復(fù)制/轉(zhuǎn)錄/翻譯）過程受阻．
（3）將反義ACC合成酶基因?qū)�入番茄細胞后，能否用放射性物質(zhì)標記的ACC合成酶基因做探針，檢測轉(zhuǎn)反義ACC基因是否整合到番茄植株的染色體DNA上？為什么？不能，番茄細胞內(nèi)本來存在ACC基因，能與ACC基因探針發(fā)生分子雜交．
（4）若轉(zhuǎn)反義ACC合成酶基因在番茄細胞內(nèi)染色體上的位置如圖1所示，則甲、乙、丙、丁番茄的自交后代中，耐貯存番茄的比例最髙的為乙．
（5）圖2為普通番茄和轉(zhuǎn)反義ACC合成酶基因番茄乙烯釋放量的測定結(jié)果，圖中番茄A的曲線為普通番茄的乙烯釋放量，番茄B適于儲存和運輸．

Answer 1

分析 1、獲取目的基因的方法主要有兩種：
（1）從供體細胞的DNA中直接分離基因，最常用的方法是“鳥槍法”又叫“散彈射擊法“；
（2）人工合成基因，這種方法有兩條途徑，一是以目的基因轉(zhuǎn)錄的信使RNA為模板，反轉(zhuǎn)錄成互補的單鏈DNA，再在酶的作用下合成雙鏈DNA，即目的基因；另一條途徑是蛋白質(zhì)的氨基酸序列，推測出信使RNA序列，再推測出結(jié)構(gòu)基因的核苷酸序列，然后用化學(xué)的方法以單核苷酸為原料合成．
2、目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．

解答 解：（1）從成熟紅番茄果實細胞中提取ACC合成酶基因的mRNA，逆轉(zhuǎn)錄成DNA單鏈，此過程為逆轉(zhuǎn)錄，所以需要逆轉(zhuǎn)錄酶催化．由于DNA分子的基本組成單位是脫氧核苷酸，所以對此DNA單鏈進行PCR擴增，合成ACC合成酶基因時，需要的原料為四種脫氧核苷酸．
（2）將人工合成的ACC合成酶基因反向接在啟動子之后，構(gòu)成反義ACC合成酶基因．若ACC合成酶基因轉(zhuǎn)錄時，兩條單鏈（a鏈、b鏈）中的a鏈為模板鏈，則反義ACC合成酶基因轉(zhuǎn)錄時的模板鏈為b鏈，合成的RNA能互補配對，進行雜交．此時沒有mRNA單鏈與核糖體結(jié)合，導(dǎo)致細胞內(nèi)ACC合成酶基因的翻譯過程受阻．
（3）將反義ACC合成酶基因?qū)�入番茄細胞后，由于番茄細胞�?nèi)本來存在ACC基因，能ACC基因探針發(fā)生分子雜交，所以不能用放射性物質(zhì)標記的ACC合成酶基因做探針，檢測轉(zhuǎn)反義ACC基因是否整合到番茄植株的染色體DNA上．
（4）若轉(zhuǎn)反義ACC合成酶基因在番茄細胞內(nèi)染色體上的位置如圖1所示，則甲、乙、丙、丁番茄產(chǎn)生的配子中含轉(zhuǎn)反義ACC合成酶基因的概率分別為$\frac{1}{2}$、1、$\frac{3}{4}$、$\frac{1}{2}$，所以自交后代中，耐貯存番茄的比例分別為1-$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{3}{4}$、1、1-$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$=$\frac{15}{16}$、1-$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{3}{4}$，其中最髙的為乙．
（5）圖2為普通番茄和轉(zhuǎn)反義ACC合成酶基因番茄乙烯釋放量的測定結(jié)果，圖中番茄A的曲線為普通番茄的乙烯釋放量，番茄B的乙烯釋放量很低，適于儲存和運輸．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄酶     四種脫氧核苷酸
（2）b   翻譯
（3）不能，番茄細胞內(nèi)本來存在ACC基因，能與ACC基因探針發(fā)生分子雜交
（4）乙
（5）A       B

點評 本題綜合考查基因工程、基因控制蛋白質(zhì)合成、植物激素調(diào)節(jié)等相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力．