Question

【题目】番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬。但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶，该酶能破坏细胞壁，使番茄软化，不耐贮藏。为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。操作流程如图。请据图回答。

（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因在该实验中是作为_____基因。图中通过过程①形成重组DNA，需要的工具酶有限制性核酸内切酶和______。限制性内切酶I的识别序列和切点是—G’GATCC—，请画出农杆菌质粒被限制酶I切割所形成的DNA片段末端碱基序列______。

（2）在筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常依据质粒上的______________的表达。

（3）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了多聚半乳糖醛酸酶合成时的_____过程，最终使番茄获得抗软化的性状。

（4）为促使图中培养②过程的顺利完成，通常需要在培养基中加入的调节物质是______，比例为______；要快速繁殖转基因抗软化番茄植株，目前常用的生物学技术是_______，这种技术可保留番茄植株抗软化、保鲜时间长的优良性状，其原因是_________。

（5）为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成基因污染，可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入到番茄植物细胞的____________（结构）中。

Answer 1

【答案】目的基因 DNA连接酶 标记基因 翻译 生长素和细胞分裂素 1：1 植物组织培养 组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离 线粒体或叶绿体

【解析】

分析题图：①是基因表达载体的构建过程，需要用限制酶和DNA连接酶；②、③是将受体细胞培养形成转基因植株，需采用植物组织培养技术，其中②是脱分化过程、③是再分化过程，这两个过程都需要植物激素（生长素和细胞分裂素）的调节。由左下图可知：mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了多聚半乳糖醛酸酶合成时的翻译过程，最终使番茄获得抗软化的性状。

（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因在该实验中是作为目的基因，构建基因表达载体时，需要用到同一种的限制性内切酶处理含有目的基因的外源DNA分子和运载体，以形成相同的黏性末端，再用DNA连接酶将目的基因和载体连接构成重组质粒。。限制酶的识别序列和切点是-G↓GATCC-，因此用限制酶Ⅱ割后所形成的黏性末端是。
（2）筛选出含重组DNA的土壤农杆菌时通常需要依据质粒上的标记基因的表达。
（3）从图中可见，mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了多聚半乳糖醛酸酶合成时的翻译过程，最终使番茄获得抗软化的性状。
（4）②是脱分化过程、③是再分化过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，生长素和细胞分裂素的比例是1:1。快速繁殖技术就是指快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，因此要快速繁殖转基因抗软化番茄植株，需采用植物组织培养技术。这种技术可保留番茄植株抗软化、保鲜时间长的优良性状，其原因是组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离。
（5）花粉中含有精子，几乎不含细胞质，而受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以科学家设法将目的基因整合到受体细胞的叶绿体和线粒体的基因组中后，就不会通过花粉转移到自然界中的其他植物。