Question

1．醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，番茄紅素具有一定的抗癌效果，其合成、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種重組DNA（質(zhì)粒三）能表達(dá)出雙鏈RNA（發(fā)卡），番茄細(xì)胞可以識(shí)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(shí)中番茄紅素的含量（圖二）．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）表達(dá)出“發(fā)卡”的DNA片段實(shí)際上是兩個(gè)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(xì)胞內(nèi)的翻譯（填“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”）過(guò)程，所以提高了果實(shí)中番茄紅素的含量．
（2）為保證第二個(gè)目的基因片段反向連接，處理已開(kāi)環(huán)質(zhì)粒所用的兩種限制酶是Ecl和BamHⅠ．
（3）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，培育成功的轉(zhuǎn)基因番茄植株對(duì)光能的利用能力有所下降，據(jù)圖一推測(cè)可能的原因是胡蘿卜素、葉黃素合成受阻，光反應(yīng)被抑制為解決此問(wèn)題，可以按照乳腺生物反應(yīng)器的原理，在此表達(dá)出“發(fā)卡”的DNA片段前面加入只在果實(shí)中發(fā)揮作用的啟動(dòng)子．
（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外側(cè)游離的磷酸基團(tuán)．對(duì)已開(kāi)環(huán)的質(zhì)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(gè)磷酸二酯鍵的重組質(zhì)粒，隨后在細(xì)胞中被修復(fù)．

Answer 1

分析 分析圖一：番茄紅素可以轉(zhuǎn)化為胡蘿卜素和葉黃素．
分析圖二：圖二位重組DNA（質(zhì)粒三）的構(gòu)建過(guò)程，該質(zhì)粒能表達(dá)出雙鏈RNA（發(fā)卡），番茄細(xì)胞可以識(shí)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(shí)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(dá)出“發(fā)卡”的DNA片段實(shí)際上是兩個(gè)反向連接的番茄紅素環(huán)化酶基因；“發(fā)卡”能導(dǎo)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(xì)胞內(nèi)的翻譯過(guò)程，所以提高了果實(shí)中番茄紅素的含量．
（2）為保證第二個(gè)目的基因片段反向連接，應(yīng)該用兩種限制酶切割．由圖可知，第二個(gè)目的基因片段兩側(cè)的限制酶識(shí)別序列為Ecl 和 BamHⅠ，因此處理已開(kāi)環(huán)質(zhì)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(zhuǎn)化為胡蘿卜素和葉黃素，而培育成功的轉(zhuǎn)基因番茄植株中番茄紅素不能轉(zhuǎn)化為胡蘿卜素和葉黃素，因此對(duì)光能的利用能力有所下降，光反應(yīng)被抑制；可以按照乳腺生物反應(yīng)器的原理，在此表達(dá)出“發(fā)卡”的DNA片段前面加入只在果實(shí)中發(fā)揮作用的啟動(dòng)子．
（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外側(cè)游離的磷酸基團(tuán)．對(duì)已開(kāi)環(huán)的質(zhì)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(gòu)建重組質(zhì)粒三時(shí)，要用限制酶Ecl 和 BamHⅠ切割，這樣會(huì)去除黏性末端最外側(cè)缺少磷酸基團(tuán)的脫氧核苷酸，因此形成的重組質(zhì)粒缺少2個(gè)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(yīng)被抑制   啟動(dòng)子
（4）自身成環(huán)（自身環(huán)化）   2

點(diǎn)評(píng) 本題考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考綱識(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．