Question

1．醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)，番茄紅素具有一定的抗癌效果，其合成、轉化途徑如圖一所示．由于普通番茄合成的番茄紅素易發(fā)生轉化，科學家設計了一種重組DNA（質粒三）能表達出雙鏈RNA（發(fā)卡），番茄細胞可以識別侵入的雙鏈RNA并將該雙鏈RNA及具有相同序列的單鏈RNA一起降解，提高了果實中番茄紅素的含量（圖二）．請分析回答下列問題：

（1）表達出“發(fā)卡”的DNA片段實際上是兩個反向連接的番茄紅素環(huán)化酶基因，由于“發(fā)卡”阻止了其在細胞內的翻譯（填“轉錄”或“翻譯”）過程，所以提高了果實中番茄紅素的含量．
（2）為保證第二個目的基因片段反向連接，處理已開環(huán)質粒所用的兩種限制酶是Ecl和BamHⅠ．
（3）科學家發(fā)現(xiàn)，培育成功的轉基因番茄植株對光能的利用能力有所下降，據(jù)圖一推測可能的原因是胡蘿卜素、葉黃素合成受阻，光反應被抑制為解決此問題，可以按照乳腺生物反應器的原理，在此表達出“發(fā)卡”的DNA片段前面加入只在果實中發(fā)揮作用的啟動子．
（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外側游離的磷酸基團．對已開環(huán)的質粒二兩端去磷酸化的主要作用是阻止其自身成環(huán)（自身環(huán)化），該DNA分子仍可以和目的基因連接，形成缺少2個磷酸二酯鍵的重組質粒，隨后在細胞中被修復．

Answer 1

分析 分析圖一：番茄紅素可以轉化為胡蘿卜素和葉黃素．
分析圖二：圖二位重組DNA（質粒三）的構建過程，該質粒能表達出雙鏈RNA（發(fā)卡），番茄細胞可以識別侵入的雙鏈RNA并將該雙鏈RNA及具有相同序列的單鏈RNA一起降解，提高了果實中番茄紅素的含量．

解答 解：（1）根據(jù)圖二可知，目的基因是番茄紅素環(huán)化酶基因，因此表達出“發(fā)卡”的DNA片段實際上是兩個反向連接的番茄紅素環(huán)化酶基因；“發(fā)卡”能導致雙鏈RNA、mRNA被降解，而mRNA為翻譯的模板，因此“發(fā)卡”阻止了其在細胞內的翻譯過程，所以提高了果實中番茄紅素的含量．
（2）為保證第二個目的基因片段反向連接，應該用兩種限制酶切割．由圖可知，第二個目的基因片段兩側的限制酶識別序列為Ecl 和 BamHⅠ，因此處理已開環(huán)質粒所用的兩種限制酶是Ecl 和BamHⅠ．
（3）由圖可知，番茄紅素可以轉化為胡蘿卜素和葉黃素，而培育成功的轉基因番茄植株中番茄紅素不能轉化為胡蘿卜素和葉黃素，因此對光能的利用能力有所下降，光反應被抑制；可以按照乳腺生物反應器的原理，在此表達出“發(fā)卡”的DNA片段前面加入只在果實中發(fā)揮作用的啟動子．
（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外側游離的磷酸基團．對已開環(huán)的質粒二兩端去磷酸化的主要作用是阻止其自身成環(huán)（自身環(huán)化）；構建重組質粒三時，要用限制酶Ecl 和 BamHⅠ切割，這樣會去除黏性末端最外側缺少磷酸基團的脫氧核苷酸，因此形成的重組質粒缺少2個磷酸二酯鍵．
故答案為：
（1）番茄紅素環(huán)化酶     翻譯
（2）Ecl、BamHⅠ
（3）胡蘿卜素、葉黃素合成受阻，光反應被抑制   啟動子
（4）自身成環(huán)（自身環(huán)化）   2

點評 本題考查基因工程的相關知識，要求考綱識記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細節(jié)，能結合圖中信息準確答題．