Question

【題目】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，可延長果實保質期。科學家將PG基因反向接到Ti質粒上，導入番茄細胞中，得到轉基因番茄，具體操作流程如下圖。據圖回答下列問題：

（1）形成的PG反義質粒叫做_______________，它的構建過程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有_______________。若已獲取PG的mRNA，可通過__________獲取PG基因。重組質粒轉移到大腸桿菌中的目的是________，要實現此目的，還可以用______________法。

（2）要獲取番茄的原生質體，通常要用到________________酶。用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后，可用含有__________的培養基進行篩選。將其置于質量分數為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞________現象來鑒別細胞壁是否再生。

（3）由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA，且能與__________互補結合，因此可抑制PG基因的正常表達。若觀察到__________，則可確定轉基因番茄培育成功。

（4）將轉入反向鏈接PG基因的番茄細胞培育成完整的植株，需要用__________技術；其中，愈傷組織經__________形成完整植株。

Answer 1

【答案】（1）基因表達載體 限制酶和連接酶 反轉錄法 大量復制目的基因（或克隆目的基因） PCR

（2）纖維素酶和果膠酶 卡那霉素 是否發生質壁分離

（3）天然的PG基因轉錄的Mrna 番茄果實的保質期延長

（4）植物組織培養 再分化（或細胞增殖和分化）

【解析】

試題分析：（1）在基因工程的，形成的PG反義質粒叫做基因表達載體，它的構建過程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和DNA連接酶。若已獲取PG的mRNA，可通過反轉錄法獲取PG基因。大腸桿菌繁殖快，重組質粒轉移到大腸桿菌中，目的基因可以大量復制，要實現此目的，還可以用PCR技術。

（2）由于細胞壁的成分主要為纖維素和果膠，因此利用酶的專一性，要獲取番茄的原生質體，通常要用到纖維素酶和果膠酶。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桿菌感染番茄原生質體后，可用含有卡那霉素的培養基進行篩選。植物細胞在質量分數為25%的蔗糖溶液中會發生質壁分離現象，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和天然的PG基因轉錄的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特異性的互補結合，即抑制了該mRNA的翻譯；若轉基因番茄的保質期比非轉基因番茄長，則可確定轉基因番茄成功。

（4）將轉入反向鏈接PG基因的番茄細胞培育成完整的植株，需要用植物組織培養技術；其中，愈傷組織經再分化形成完整植株，此過程除營養物質外還必須向培養基中添加植物激素（生長調節劑、生長素和細胞分裂素）。