Question

10．多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶使细胞壁破损．成熟的番茄果实中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜．利用基因工程减少PG基因的表达，可延长果实保质期．科学家将PG基因反向接到Ti质粒上，导入番茄细胞中，得到转基因番茄，具体操作流程如下图．据图分析并回答下列问题：

（1）形成的PG反义质粒叫做基因表达载体，它的构建过程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶．若已获取PG的mRNA，可通过反转录法 获取PG基因．
（2）重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因（或克隆目的基因），要实现此目的，还可以用PCR法．
（3）要获取番茄的原生质体，通常要用到纤维素酶和果胶酶．用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有卡那霉素的培养基进行筛选．将其置于质量分数约为0.3g/ml的蔗糖溶液中，观察细胞的是否发生质壁分离现象来鉴别细胞壁是否再生．
（4）由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与②（“①天然的PG基因/②天然的PG基因转录的mRNA”填序号）互补结合，因此可抑制PG基因的正常表达．若观察到番茄果实的保质期延长，则可确定转基因番茄培育成功．
（5）将转入反向链接PG基因的番茄细胞培育成完整的植株，还需要用植物组织培养技术；其中，愈伤组织经再分化（或细胞增殖和分化）形成完整植株．

Answer 1

分析 分析题图：图示是将将PG基因反向接到Ti质粒上，导入到番茄细胞中，得到转基因番茄的过程．反义RNA一般是指与编码链或有义链互补的DNA链编码的RNA，mRNA是由编码链或有义链编码的RNA，所以反义RNA和mRNA分子能互补结合呈双链RNA．由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合抑制了翻译过程．

解答 解：（1）在基因工程的，形成的PG反义质粒叫做基因表达载体，它的构建过程是基因工程的核心，需要用到的工具酶有限制酶和DNA连接酶．若已获取PG的mRNA，可通过反转录法获取PG基因．
（2）重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因（或克隆目的基因），要实现此目的，还可以用PCR法．
（3）由于细胞壁的成分主要为纤维素和果胶，因此利用酶的专一性，要获取番茄的原生质体，通常要用到纤维素酶和果胶酶．由图可知，标记基因是卡那霉素抗性基因，因此用含目的基因的农杆菌感染番茄原生质体后，可用含有卡那霉素的培养基进行筛选．植物细胞在质量分数为25%的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象，这可以用来鉴别细胞壁是否再生．
（4）反义RNA一般是指与编码链或有义链互补的DNA链编码的RNA，mRNA是由编码链或有义链编码的RNA，所以反义RNA和mRNA分子能互补成双链的RNA．由于核糖体不能翻译双链的RNA，所以反义RNA与mRNA特异性的互补结合，即抑制了该mRNA的翻译；若转基因番茄的保质期比非转基因番茄长，则可确定转基因番茄成功．
（5）将转入反向链接PG基因的番茄细胞培育成完整的植株，需要用植物组织培养技术；其中，愈伤组织经再分化形成完整植株，此过程除营养物质外还必须向培养基中添加植物激素（生长调节剂、生长素和细胞分裂素）．
故答案为：
（1）基因表达载体    限制酶和DNA连接酶     反转录法
（2）大量复制目的基因（或克隆目的基因）  　  PCR
（3）纤维素酶和果胶酶   卡那霉素　  是否发生质壁分离
（4）②延长
（5）植物组织培养 　    再分化（或细胞增殖和分化）

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理及操作步骤，掌握各步骤的相关细节；识记植物组织培养的过程，能结合所学的知识准确答题．