Question

9．番茄營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們喜愛(ài)的一類果蔬．但普通番茄細(xì)胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細(xì)胞產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細(xì)胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏．為滿足人們的生產(chǎn)生活需要，科學(xué)家們通過(guò)基因工程技術(shù)，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的番茄新品種操作流程如圖，請(qǐng)回答：

（1）圖1中載體質(zhì)粒的實(shí)質(zhì)是環(huán)狀DNA．
（2）在構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，重組質(zhì)粒組成中除插入目的基因外（本題中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因），還括
啟動(dòng)子、終止子以及標(biāo)記基因．
（3）從圖1中可見(jiàn)，mRNAl和mRNA2的結(jié)合直接導(dǎo)致了多聚半乳糖醛酸酶無(wú)法合成，最終使番茄獲得了抗軟化的性狀．
（4）普通番茄細(xì)胞導(dǎo)入目的基因后，經(jīng)③脫分化過(guò)程形成愈傷組織，然后誘導(dǎo)出試管苗，進(jìn)一步培養(yǎng)成正常植株．
（5）圖示育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有目的性強(qiáng)、育種周期短以及能克服遠(yuǎn)源雜交不親和障礙等優(yōu)點(diǎn)．
（6）圖2為圖中質(zhì)粒的簡(jiǎn)圖，小箭頭所指分別為限制性內(nèi)切酶EcoRⅠ、BamHⅠ的酶切位點(diǎn)，amp^R為青霉素抗性基因，tct^R為四環(huán)素抗性基因，P為啟動(dòng)子，T為終止子，ori為復(fù)制原點(diǎn)．已知目的基因的兩端分別有包括EcoRⅠ、BamHⅠ在內(nèi)的多種酶的酶切位點(diǎn)．將用EcoRI切割后的目的基因與質(zhì)粒用DNA連接酶進(jìn)行連接，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有3種．為了防止目的基因和質(zhì)粒在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是EcoRI和BamHI．
（7）圖3中圖甲，獲得目的基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶作用于圖中的a處，DNA連接酶作用于a處．（填“a”或“b”）
（8）圖3中圖乙是該目的基因表達(dá)過(guò)程中的一個(gè)階段，圖中3和4的核苷酸相同否？不同．

Answer 1

分析 將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．標(biāo)記基因的作用是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來(lái)，因此篩選出含重組DNA的土壤農(nóng)桿菌時(shí)通常依據(jù)質(zhì)粒上標(biāo)記基因的表達(dá)．②和③過(guò)程是植物組織培養(yǎng)，該過(guò)程需要加入植物激素來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生脫分化和再分化．目的基因檢測(cè)（從分子水平）①目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞（DNA分子雜交）；②目的基因是否轉(zhuǎn)錄（DNA-RNA分子雜交）；③目的基因是否翻譯出蛋白質(zhì)（抗原抗體雜交）．鑒定：從個(gè)體水平鑒定是否抗蟲(chóng)、抗病、抗逆等．

解答 解：（1）質(zhì)粒是小型環(huán)狀DNA分子，是基因工程中采用的運(yùn)載體．
（2）根據(jù)題意和圖形看出，新品種番茄培育過(guò)程中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因，在重組質(zhì)粒中除了目的基因，還應(yīng)該有標(biāo)記基因、啟動(dòng)子、終止子．
（3）從圖1中可見(jiàn)，mRNAl和mRNA2的結(jié)合，使得翻譯受阻，不能合成多聚半乳糖醛酸酶．
（4）植物組織培養(yǎng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)脫分化形成的是愈傷組織．
（5）圖示育種方法為基因工程育種，與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有目的性強(qiáng)、育種周期短以及克服遠(yuǎn)源雜交不親和障礙等優(yōu)點(diǎn)．
（6）根據(jù)題意分析，將用EcoRI切割后的目的基因與質(zhì)粒用DNA連接酶進(jìn)行連接，其中由兩個(gè)DNA片段之間連接形成的產(chǎn)物有目的基因-載體連接物、載體-載體連接物、目的基因-目的基因連接物．為了防止目的基因和質(zhì)粒在酶切后產(chǎn)生的末端發(fā)生任意接，酶切時(shí)應(yīng)選用的酶是EcoRI和BamHI．
（7）圖3中圖甲，獲得目的基因后，構(gòu)建重組DNA分子所用的限制性內(nèi)切酶和DNA連接酶都是作用于磷酸二酯鍵，即圖中的a處．
（8）圖3中圖乙是轉(zhuǎn)錄過(guò)程，3和4分別屬于RNA和DNA，屬于核苷酸 不同．
故答案為：
（1）環(huán)狀DNA
（2）抗多聚半乳糖醛酸酶基因  啟動(dòng)子    標(biāo)記基因   
（3）多聚半乳糖醛酸酶
（4）愈傷組織
（5）克服遠(yuǎn)源雜交不親和障礙 
（6）3   EcoRI和BamHI  
（7）a   a   
（8）不同

點(diǎn)評(píng) 本題以圖展示了轉(zhuǎn)基因番茄的培育過(guò)程，考查了基因工程的應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)．考查了學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握情況，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力，思維能力，分析和解決問(wèn)題的能力，具有一定的難度．