Question

18．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，具體操作流程如圖．據圖回答下列問題：

（1）提取目的基因①若已獲取PG的mRNA，可通過反轉錄獲取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RNA聚合酶結合位點．③重組質粒轉移到大腸桿菌中的目的是使目的基因隨質粒的復制而增加．
（2）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，培養24～48h后取樣，在質量分數為25%的蔗糖溶液中，觀察細胞是否發生質壁分離現象來鑒別細胞壁是否再生．
（3）由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA，且能與天然PG基因轉錄的mRNA互補結合，因此可抑制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長，則可確定轉基因番茄培育成功．
（4）獲得的轉基因番茄產生的種子不一定保留目的基因，科研人員常采用無性繁殖（或植物組織培養）方法使子代保持轉基因番茄的優良性狀．

Answer 1

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．
③重組質粒轉移到大腸桿菌中的目的是使目的基因隨質粒的復制而增加．
（2）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．
（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反轉錄  ②RNA聚合酶  ③使目的基因隨質粒的復制而增加
（2）卡那霉素   是否發生質壁分離
（3）天然PG基因轉錄的mRNA   長
（4）無性繁殖（或植物組織培養）

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．