Question

【題目】番茄營養豐富，是人們喜愛的一類果蔬。但普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細胞產生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。為滿足人們的生產生活需要，科學家們通過基因工程技術，培育出了抗軟化、保鮮時間長的番茄新品種。操作流程如圖。請據圖回答。

（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因在該實驗中是作為_____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切酶和______。限制性內切酶I的識別序列和切點是—G’GATCC—，請畫出農桿菌質粒被限制酶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的土壤農桿菌時通常依據質粒上的______________的表達。

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

（4）為促使圖中培養②過程的順利完成，通常需要在培養基中加入的調節物質是______，比例為______；要快速繁殖轉基因抗軟化番茄植株，目前常用的生物學技術是_______，這種技術可保留番茄植株抗軟化、保鮮時間長的優良性狀，其原因是_________。

（5）為防止轉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導入到番茄植物細胞的____________（結構）中。

Answer 1

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

【解析】

分析題圖：①是基因表達載體的構建過程，需要用限制酶和DNA連接酶；②、③是將受體細胞培養形成轉基因植株，需采用植物組織培養技術，其中②是脫分化過程、③是再分化過程，這兩個過程都需要植物激素（生長素和細胞分裂素）的調節。由左下圖可知：mRNA1和mRNA2的結合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時的翻譯過程，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驗中是作為目的基因，構建基因表達載體時，需要用到同一種的限制性內切酶處理含有目的基因的外源DNA分子和運載體，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成重組質粒。。限制酶的識別序列和切點是-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的土壤農桿菌時通常需要依據質粒上的標記基因的表達。
（3）從圖中可見，mRNA1和mRNA2的結合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時的翻譯過程，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鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細胞分裂素的協同作用在組織培養過程中非常重要，生長素和細胞分裂素的比例是1:1。快速繁殖技術就是指快速繁殖優良品種的植物組織培養技術，因此要快速繁殖轉基因抗軟化番茄植株，需采用植物組織培養技術。這種技術可保留番茄植株抗軟化、保鮮時間長的優良性狀，其原因是組織培養形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發生性狀分離。
（5）花粉中含有精子，幾乎不含細胞質，而受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞，所以科學家設法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體和線粒體的基因組中后，就不會通過花粉轉移到自然界中的其他植物。