Question

10．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．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．請回答：

（1）在番茄新品種培育過程中，將目的基因導入受體細胞采用最多的方法是農桿菌轉化法，篩選出含重組DNA的土壤農桿菌時通常依據質粒上的標記基因的表達．構建基因表達載體常用的工具酶是限制酶和DNA連接酶．
（2）為促使圖中②、③過程的順利完成，需要在無菌和人工控制條件下進行．要快速培養(yǎng)轉基因抗軟化番茄植株，目前常用的科技方法是植物組織培養(yǎng)．為獲得這種番茄的脫毒苗，應用其莖尖進行培養(yǎng)．
（3）除了圖示培育方法外，還可通過蛋白質工程技術，對多聚半乳糖醛酸酶的結構進行特定的改變，從而獲得抗軟化的番茄品種，關鍵的操作是對多聚半乳糖醛酸酶基因進行定向改造．
（4）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番茄植物細胞的線粒體或葉綠體（結構）中．

Answer 1

分析 本題考查了基因工程的工具、標記基因的作用、基因工程在植物細胞中的應用和植物組織培養(yǎng)技術等知識．
1、基因工程的工具有：限制性核酸內切酶、DNA連接酶和運載體．需要限制酶來切割以獲取目的基因，同時需要相同的限制酶切割運載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過DNA連接酶連接目的基因和運載體．
2、標記基因的作用是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出來，因此篩選出含重組DNA的土壤農桿菌時通常依據質粒上標記基因的表達．
3、將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是農桿菌轉化法，其次還有花粉管通道法、基因槍法．
3、植物組織培養(yǎng)過程指：外植體脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成胚狀體，最后進一步發(fā)育成新植株．植物組織培養(yǎng)過程體現了植物體細胞的全能性．
4、細胞質基因遺傳表現為母系遺傳．

解答 解：（1）據圖分析，在番茄新品種的培育過程中，將目的基因導入受體細胞的方法為農桿菌轉化法．在構建基因表達載體時，重組DNA中除插入目的基因外，還需要有啟動子、終止子以及標記基因，其作用是便于篩選出導入了重組質粒的受體細胞．構建基因表達載體常用的工具酶是限制酶和DNA連接酶．
（2）為促使圖中②、③過程即植物的組織培養(yǎng)過程順利完成，需要在無菌和人工控制條件下進行．要快速培養(yǎng)轉基因抗軟化番茄植株，目前常用的科技方法是植物組織培養(yǎng)．由于莖尖處往往無病毒，為獲得這種番茄的脫毒苗，應用其莖尖進行培養(yǎng)．
（3）除了圖示培育方法外，還可通過蛋白質工程技術，對多聚半乳糖醛酸酶的結構進行特定的改變，從而獲得抗軟化的番茄品種，關鍵的操作是對多聚半乳糖醛酸酶基因進行定向改造．
（4）線粒體和葉綠體中的基因屬于細胞質基因，表現為母系遺傳．因此，將抗多聚半乳糖醛酸酶基因導入番茄植物細胞的線粒體或葉綠體中，可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他植物而造成基因污染．
故答案為：
（1）農桿菌轉化法   標記基因   限制酶   DNA連接酶
（2）無菌和人工控制   植物組織培養(yǎng)（微型繁殖）   莖尖
（3）多聚半乳糖醛酸酶    多聚半乳糖醛酸酶基因
（4）線粒體或葉綠體

點評 本題以圖展示了轉基因番茄的培育過程，考查了基因工程的應用等相關知識．考查了學生對相關知識的理解和掌握情況，培養(yǎng)學生搜集和處理科學信息的能力，思維能力，分析和解決問題的能力，具有一定的難度．