Question

【題目】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。科學(xué)家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入番茄�?xì)胞，培育出了抗軟化、保鮮時(shí)間長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因番茄。目的基因和質(zhì)粒（含卡那霉素抗性基因 KmR）上有 PstI、SmaI、HindⅢ、AluI 四種限制酶切割位點(diǎn)。操作流程如圖所示。

（1）本實(shí)驗(yàn)中的目的基因是_____。

（2）在構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，可用一種或者多種限制酶進(jìn)行切割。為了確保目的基因與載體進(jìn)行高效拼接，在此實(shí)例中，應(yīng)該選用限制酶是_____。

A．PstI B．SmaI C．AluI D．HindⅢ

（3）要利用培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入目的基因的番茄細(xì)胞，培養(yǎng)基中應(yīng)加入_____。

（4）圖中步驟①→②使用的生物技術(shù)是_____。

（5）在分離提純相關(guān)酶的過程中，能使相關(guān)酶沉淀的方法是_____。

A．溶菌酶等酶解細(xì)菌細(xì)胞壁 B．超聲波、壓力等

C．改變 pH 或加入硫酸銨 D．添加穩(wěn)定劑和填充劑

（6）根據(jù)圖中，轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞中的信息傳遞過程，分析轉(zhuǎn)基因番茄抗軟化的原因是：_____。

Answer 1

【答案】抗多聚半乳糖醛酸酶基因 AB 卡那霉素 植物組織培養(yǎng) C 據(jù)圖可知目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA1和多聚半乳糖醛酸酶基因轉(zhuǎn)錄出mRNA2的結(jié)合，阻礙了mRNA2的翻譯過程，番茄細(xì)胞無法產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶

【解析】

科學(xué)家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因?qū)�入番茄�?xì)胞，因此抗多聚半乳糖醛酸酶基因即為目的基因；為防止基因和質(zhì)粒發(fā)生隨意連接，可選擇兩種限制酶切割，據(jù)圖可知，可選擇SmaⅠ和PstⅠ兩種酶；形成的重組質(zhì)粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四種限制酶切割位點(diǎn)，目的基因內(nèi)部也有AluⅠ限制酶切割位點(diǎn)，因此用PstⅠ和AluⅠ切割重組質(zhì)粒，在重組質(zhì)粒中有會(huì)3個(gè)切割位點(diǎn)；重組質(zhì)粒上有卡那霉素的抗性基因，可以此作為標(biāo)記基因進(jìn)行篩選；從圖中可見，目的基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNAl和多聚半乳糖醛酸酶基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA2的結(jié)合，使得mRNA2翻譯受阻，導(dǎo)致不能合成多聚半乳糖醛酸酶。

（1）根據(jù)題意分析可知，本實(shí)驗(yàn)的目的基因指的是抗多聚半乳糖醛酸酶基因。

（2）為了確保目的基因和質(zhì)粒定向連接，應(yīng)該選用的限制酶是SmaⅠ和PstⅠ，若用 PstⅠ和AluⅠ切割重組質(zhì)粒，在重組質(zhì)粒中有3個(gè)切割位點(diǎn)，則完全酶切后將會(huì)出現(xiàn)3個(gè)序列不同的DNA片段。

（3）重組質(zhì)粒中應(yīng)含卡那霉素抗性基因，因此培養(yǎng)基中應(yīng)加入卡那霉素。

（4）圖中步驟①→②為植物組織培養(yǎng)，依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞具有全能性。

（5）在分離提純限制酶EcoRⅠ的過程中，能使EcoRⅠ沉淀的方法是改變pH或加入硫酸銨。綜上所述，C正確，A、B、D錯(cuò)誤。故選C。

（6）由圖可知，mRNA1和mRNA2相結(jié)合后阻礙了多聚半乳糖醛酸酶基因表達(dá)時(shí)的翻譯過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。