Question

10．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．據圖分析并回答下列問題：

（1）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．
（2）重組質粒轉移到大腸桿菌中的目的是大量復制目的基因（或克隆目的基因），要實現此目的，還可以用PCR法．
（3）要獲取番茄的原生質體，通常要用到纖維素酶和果膠酶．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．將其置于質量分數約為0.3g/ml的蔗糖溶液中，觀察細胞的是否發生質壁分離現象來鑒別細胞壁是否再生．
（4）由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA，且能與②（“①天然的PG基因/②天然的PG基因轉錄的mRNA”填序號）互補結合，因此可抑制PG基因的正常表達．若觀察到番茄果實的保質期延長，則可確定轉基因番茄培育成功．
（5）將轉入反向鏈接PG基因的番茄細胞培育成完整的植株，還需要用植物組織培養技術；其中，愈傷組織經再分化（或細胞增殖和分化）形成完整植株．

Answer 1

分析 分析題圖：圖示是將將PG基因反向接到Ti質粒上，導入到番茄細胞中，得到轉基因番茄的過程．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mRNA分子能互補結合呈雙鏈RNA．由于核糖體不能翻譯雙鏈的RNA，所以反義RNA與mRNA特異性的互補結合抑制了翻譯過程．

解答 解：（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．
（2）重組質粒轉移到大腸桿菌中的目的是大量復制目的基因（或克隆目的基因），要實現此目的，還可以用PCR法．
（3）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．
（4）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．
（5）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）．
故答案為：
（1）基因表達載體    限制酶和DNA連接酶     反轉錄法
（2）大量復制目的基因（或克隆目的基因）  　  PCR
（3）纖維素酶和果膠酶   卡那霉素　  是否發生質壁分離
（4）②延長
（5）植物組織培養 　    再分化（或細胞增殖和分化）

點評 本題結合圖解，考查基因工程的相關知識，要求考生識記基因工程的原理及操作步驟，掌握各步驟的相關細節；識記植物組織培養的過程，能結合所學的知識準確答題．