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）在該實驗中的目的基因是 。圖中通過過程①形成重組DNA，需要的工具酶有 。

（2）將重組DNA導入普通番茄細胞，采用的方法是 。由于土壤農桿菌的重組DNA中含有 ，它可將抗多聚半乳糖醛酸酶基因整合到受體細胞染色體DNA上。除圖中所

示方法以外，將目的基因導入植物細胞還有花粉管通道法和 。

（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。據圖可知多聚半乳糖醛酸酶基因與抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因。其 原因是 。

（4）圖中培養②和培養③過程能順利完成，通常主要取決于培養基成分中的植物激素的 ;要快速繁殖轉基因抗軟化番茄植株，目前常用的生物技術是植物組織培養技術，該技術的原理是 。

（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”，可以

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，從而使目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代中顯現出來。

Answer 1

【答案】（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因 限制性核酸內切酶和DNA連接酶

（2）農桿菌轉化法（或細菌侵染法）；可轉移DNA ； 基因槍法

（3）翻譯；它們不位于同源染色體的相同位置（合理給分）

（4）種類及其濃度配比；細胞的全能性

（5）線粒體（或葉綠體）

【解析】

試題分析：（1）根據題意和圖示可知，普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，該基因能表達多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。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，說明科學家轉到番茄體內的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因。過程①是將抗多聚半乳糖醛酸酶基因和質粒重組在一起，需要用到限制性核酸內切酶和DNA連接酶。

（2）由圖示可知，科學家將重組DNA先導入農桿菌體內，然后依靠農桿菌侵染普通番茄細胞，利用農桿菌Ti質粒上的T-DNA（可轉移）的特點將抗多聚半乳糖醛酸酶基因整合到番茄的染色體DNA上，這種方法是農桿菌轉化法。除了農桿菌轉化法，將目的基因導入植物細胞還有花粉管通道法和基因槍法。

（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。據圖可知多聚半乳糖醛酸酶基因與抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因。其原因是它們不位于同源染色體的相同位置。

（4）過程②脫分化、過程③是再分化，這兩個過程能順利完成，通常主要取決于培養基成分中的植物激素（生長素和細胞分裂素）的種類及其濃度配比。植物組織培養的原理是細胞的全能性。

（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”，可以

將抗多聚半乳糖醛酸酶基因導入到番茄植物細胞的線粒體（或葉綠體）中，從而使目的基因不會通過花粉傳遞而在下一代中顯現出來，因為花粉不含有線粒體或葉綠體基因。

生物種類	植物	動物	微生物
常用方法	農桿菌轉化法	顯微注射技術	感受態細胞法
受體細胞	體細胞或 受精卵	受精卵	原核細胞
轉化過程	將目的基因插入到Ti質粒的TDNA上→農桿菌→導入植物細胞→整合到受體細胞染色體的DNA上→表達	將含有目的基因的表達載體提純→取卵（受精卵）→顯微注射→受精卵發育→獲得具有新性狀的動物	Ca2＋處理細胞→感受態細胞→重組表達載體DNA分子與感受態細胞混合→感受態細胞吸收DNA分子