Question

多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠使細胞壁破損．番茄果實成熟中，PG合成顯著增加，能使果實變紅變軟，但不利于保鮮．利用基因工程的方法減少PG基因的表達，可延長果實保質期．科學家將抗PG基因接到Ti質粒上，導入到番茄細胞中，得到轉基因番茄．請據圖1回答：
（1）提取目的基因
①若已獲取PG的mRNA，可通過

 

獲取PG基因．
②在該基因上游加結構A可確保基因的反向轉錄，結構A上應具有

 

結合位點．得到的目的基因兩側需人工合成BamHI黏性末端．已知BamHI的識別序列如圖2-甲所示，請在圖2-乙相應位置上，畫出目的基因兩側的黏性末端．
（2）用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后，培養24～48h后取樣，在質量分數為25%的蔗糖溶液中，通過觀察細胞是否發生質壁分離現象來鑒別

 

．
（3）由于導入的目的基因能轉錄反義RNA，且能與

 

互補結合，抑制了PG基因的正常表達．若轉基因番茄的保質期比非轉基因番茄

 

，則可確定轉基因番茄成功．
（4）獲得的轉基因番茄產生的種子不一定保留目的基因，科研人員常采用

 

方法使子代保持轉基因的優良性狀．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術,植物培養的條件及過程

專題：

分析：分析流程圖：圖示表示轉基因番茄的培育過程，在PG基因上游加結構A以確保基因的反向轉錄，再構建基因表達載體，通過農桿菌轉化法，將目的基因導入番茄原生質體，培養使之再生出細胞壁，再用植物組織培養技術使子代保持轉基因的優良性狀．

解答： 解：（1）①已獲取PG的mRNA，可通過逆轉錄或cDNA文庫的方法獲得目的基因．
②因轉錄的產物是mRNA，在轉錄時需要RNA聚合酶．目的基因兩側的黏性末端如圖：

（2）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）獲得的轉基因番茄產生的種子（是有性生殖的后代，會發生性狀分離）不一定保留目的基因，故要保持該優良性狀，可采用無性生殖即植物組織培養的方法．
故答案為：
（1）①逆轉錄（或cDNA文庫）
②RNA聚合酶       
（2）細胞壁是否再生
（3）天然PG基因轉錄的mRNA      長
（4）植物組織培養

點評：本題結合轉基因番茄形成的流程圖，考查基因工程、植物組織培養等知識，要求考生掌基因工程的原理和具體操作步驟，認真分析轉基因番茄形成的流程圖，理解轉基因番茄的保質期時間長的原因，再答題．需要注意的是第（3）題，還要求考生明確質壁分離的應用，可以用于判斷植物細胞是否再生出細胞壁．