Question

【題目】番茄營養(yǎng)豐富，是人們喜愛的一類果蔬。但普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，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，不耐貯藏。為滿足人們的生產(chǎn)生活需要，科學(xué)家們通過基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長的番茄新品種。操作流程如圖。請(qǐng)據(jù)圖回答。

（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因在該實(shí)驗(yàn)中是作為_____基因。圖中通過過程①形成重組DNA，需要的工具酶有限制性核酸內(nèi)切酶和______。限制性內(nèi)切酶I的識(shí)別序列和切點(diǎn)是—G’GATCC—，請(qǐng)畫出農(nóng)桿菌質(zhì)粒被限制酶I切割所形成的DNA片段末端堿基序列______。

（2）在篩選出含重組DNA的土壤農(nóng)桿菌時(shí)通常依據(jù)質(zhì)粒上的______________的表達(dá)。

（3）從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時(shí)的_____過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。

（4）為促使圖中培養(yǎng)②過程的順利完成，通常需要在培養(yǎng)基中加入的調(diào)節(jié)物質(zhì)是______，比例為______；要快速繁殖轉(zhuǎn)基因抗軟化番茄植株，目前常用的生物學(xué)技術(shù)是_______，這種技術(shù)可保留番茄植株抗軟化、保鮮時(shí)間長的優(yōu)良性狀，其原因是_________。

（5）為防止轉(zhuǎn)基因番茄通過花粉將抗多聚半乳糖醛酸酶基因傳播給其它植物而造成基因污染，可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入到番茄植物�?xì)胞的____________（結(jié)構(gòu)）中。

Answer 1

【答案】目的基因 DNA連接酶 標(biāo)記基因 翻譯 生長素和細(xì)胞分裂素 1：1 植物組織培養(yǎng) 組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離 線粒體或葉綠體

【解析】

分析題圖：①是基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，需要用限制酶和DNA連接酶；②、③是將受體細(xì)胞培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因植株，需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其中②是脫分化過程、③是再分化過程，這兩個(gè)過程都需要植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）的調(diào)節(jié)。由左下圖可知：mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時(shí)的翻譯過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。

（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因在該實(shí)驗(yàn)中是作為目的基因，構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，需要用到同一種的限制性內(nèi)切酶處理含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，以形成相同的黏性末端，再用DNA連接酶將目的基因和載體連接構(gòu)成重組質(zhì)粒。。限制酶的識(shí)別序列和切點(diǎn)是-G↓GATCC-，因此用限制酶Ⅱ割后所形成的黏性末端是。
（2）篩選出含重組DNA的土壤農(nóng)桿菌時(shí)通常需要依據(jù)質(zhì)粒上的標(biāo)記基因的表達(dá)。
（3）從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時(shí)的翻譯過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。
（4）②是脫分化過程、③是再分化過程，決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過程中非常重要，生長素和細(xì)胞分裂素的比例是1:1。快速繁殖技術(shù)就是指快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，因此要快速繁殖轉(zhuǎn)基因抗軟化番茄植株，需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。這種技術(shù)可保留番茄植株抗軟化、保鮮時(shí)間長的優(yōu)良性狀，其原因是組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離。
（5）花粉中含有精子，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，而受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞，所以科學(xué)家設(shè)法將目的基因整合到受體細(xì)胞的葉綠體和線粒體的基因組中后，就不會(huì)通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物。