Question

18．多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠使細胞壁破損，成熟的番茄果實中，PG合成顯著增加，能使果實變紅變軟，但不利于保鮮．利用基因工程減少PG基因的表達，可延長果實保質(zhì)期．科學家將PG基因反向接到Ti質(zhì)粒上，導入番茄細胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖．據(jù)圖回答下列問題：

（1）提取目的基因①若已獲取PG的mRNA，可通過反轉(zhuǎn)錄獲取PG基因．②在該基因上游加結(jié)構(gòu)A可確�；�因的反向轉(zhuǎn)錄，結(jié)構(gòu)A上應具有RNA聚合酶結(jié)合位點．③重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是使目的基因隨質(zhì)粒的復制而增加．
（2）用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進行篩選，培養(yǎng)24～48h后取樣，在質(zhì)量分數(shù)為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象來鑒別細胞壁是否再生．
（3）由于導入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能與天然PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA互補結(jié)合，因此可抑制PG基因的正常表達．若轉(zhuǎn)基因番茄的保質(zhì)期比非轉(zhuǎn)基因番茄長，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功．
（4）獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子不一定保留目的基因，科研人員常采用無性繁殖（或植物組織培養(yǎng)）方法使子代保持轉(zhuǎn)基因番茄的優(yōu)良性狀．

Answer 1

分析 分析流程圖：圖示表示轉(zhuǎn)基因番茄的培育過程，在PG基因上游加結(jié)構(gòu)A以確�；�因的反向轉(zhuǎn)錄，再構(gòu)建基因表達載體，通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，將目的基因?qū)�入番茄原生質(zhì)體，培養(yǎng)使之再生出細胞壁，再用植物組織培養(yǎng)技術使子代保持轉(zhuǎn)基因的優(yōu)良性狀．

解答 解：（1）①已獲取PG的mRNA，可通過逆轉(zhuǎn)錄或cDNA文庫的方法獲得目的基因．
②因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是mRNA，在轉(zhuǎn)錄時需要RNA聚合酶．
③重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到大腸桿菌中的目的是使目的基因隨質(zhì)粒的復制而增加．
（2）由圖可知，標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)基進行篩選．植物細胞在質(zhì)量分數(shù)為25%的蔗糖溶液中會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，這可以用來鑒別細胞壁是否再生．
（3）反義RNA一般是指與編碼鏈或有義鏈互補的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，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄成功．
（4）獲得的轉(zhuǎn)基因番茄產(chǎn)生的種子（是有性生殖的后代，會發(fā)生性狀分離）不一定保留目的基因，故要保持該優(yōu)良性狀，可采用無性生殖即植物組織培養(yǎng)的方法．
故答案為：
（1）①反轉(zhuǎn)錄  ②RNA聚合酶  ③使目的基因隨質(zhì)粒的復制而增加
（2）卡那霉素   是否發(fā)生質(zhì)壁分離
（3）天然PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA   長
（4）無性繁殖（或植物組織培養(yǎng)）

點評 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各步驟的相關細節(jié)；識記植物組織培養(yǎng)的過程，能結(jié)合所學的知識準確答題．