Question

10．普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏．科學(xué)家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入番茄�?xì)胞，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長的轉(zhuǎn)基因番茄．如圖為操作流程圖，據(jù)圖回答問題．

（1）實(shí)驗(yàn)中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．培育抗軟化番茄，應(yīng)先將該基因進(jìn)行擴(kuò)增．過程是：目的基因受熱解鏈，引物與相應(yīng)單鏈結(jié)合，在熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）的作用下沿相反方向延伸．該過程在PCR擴(kuò)增儀中完成．
（2）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)必需的工具酶有限制酶和DNA連接酶．
（3）圖中步驟①→②使用的生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)．這種技術(shù)可保留番茄植株抗軟化、保鮮時(shí)間長的優(yōu)良性狀，其原因是該過程屬于無性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離．
（4）根據(jù)圖中，轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞中的信息傳遞過程，分析轉(zhuǎn)基因番茄抗軟化的原因：由于mRNA1和mRNA2結(jié)合，阻礙了多聚半乳糖醛酸酶的翻譯過程，最終使得番茄獲得抗軟化的性狀．
（5）若為避免該外源基因通過花粉傳播進(jìn)入其他植物，應(yīng)將目的基因?qū)�入�?xì)胞質(zhì)（填“細(xì)胞核”或“細(xì)胞質(zhì)”）．

Answer 1

分析 分析題圖：①、②表示將轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞培養(yǎng)形成轉(zhuǎn)基因植株，需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其中①是脫分化過程、②是再分化過程，這兩個(gè)過程都需要植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）的調(diào)節(jié)．由左下圖可知：mRNA1和mRNA2的結(jié)合直接阻礙了多聚半乳糖醛酸酶合成時(shí)的翻譯過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息“將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入番茄�?xì)胞，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長的轉(zhuǎn)基因番茄”可知，實(shí)驗(yàn)中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．采用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的過程應(yīng)該在PCR擴(kuò)增儀中完成，過程為：高溫變性（目的基因受熱解鏈）；低溫復(fù)性（引物與相應(yīng)單鏈結(jié)合）；中溫延伸（在熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）的作用下沿相反方向延伸）．
（2）構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先需用同種限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和運(yùn)載體，以形成相同的黏性末端，其次還需要用DNA連接酶將目的基因和載體連接構(gòu)成重組質(zhì)粒．
（3）圖中步驟①→②表示將離體的組織、細(xì)胞培育成完整的個(gè)體，使用的生物技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)．由于該過程屬于無性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離，該技術(shù)可保留番茄植株抗軟化、保鮮時(shí)間長的優(yōu)良性狀．
（4）由圖可知，mRNA1和mRNA2結(jié)合，阻礙了多聚半乳糖醛酸酶的翻譯過程，最終使得轉(zhuǎn)基因番茄獲得抗軟化的性狀．
（5）由于受精卵中的細(xì)胞質(zhì)幾乎都來自卵細(xì)胞，因此為避免該外源基因通過花粉傳播進(jìn)入其他植物，應(yīng)將目的基因?qū)�入�?xì)胞質(zhì)．
故答案為：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因       引物   熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）   PCR擴(kuò)增
（2）限制酶和DNA連接酶
（3）植物組織培養(yǎng)      該過程屬于無性繁殖，后代不發(fā)生性狀分離
（4）多聚半乳糖醛酸酶的翻譯
（5）細(xì)胞質(zhì)

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．