Question

18．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，具体操作流程如图．据图回答下列问题：

（1）提取目的基因①若已获取PG的mRNA，可通过反转录获取PG基因．②在该基因上游加结构A可确保基因的反向转录，结构A上应具有RNA聚合酶结合位点．③重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是使目的基因随质粒的复制而增加．
（2）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，培养24～48h后取样，在质量分数为25%的蔗糖溶液中，观察细胞是否发生质壁分离现象来鉴别细胞壁是否再生．
（3）由于导入的目的基因能转录出反义RNA，且能与天然PG基因转录的mRNA互补结合，因此可抑制PG基因的正常表达．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培育成功．
（4）获得的转基因番茄产生的种子不一定保留目的基因，科研人员常采用无性繁殖（或植物组织培养）方法使子代保持转基因番茄的优良性状．

Answer 1

分析 分析流程图：图示表示转基因番茄的培育过程，在PG基因上游加结构A以确保基因的反向转录，再构建基因表达载体，通过农杆菌转化法，将目的基因导入番茄原生质体，培养使之再生出细胞壁，再用植物组织培养技术使子代保持转基因的优良性状．

解答 解：（1）①已获取PG的mRNA，可通过逆转录或cDNA文库的方法获得目的基因．
②因转录的产物是mRNA，在转录时需要RNA聚合酶．
③重组质粒转移到大肠杆菌中的目的是使目的基因随质粒的复制而增加．
（2）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．
（3）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．
（4）获得的转基因番茄产生的种子（是有性生殖的后代，会发生性状分离）不一定保留目的基因，故要保持该优良性状，可采用无性生殖即植物组织培养的方法．
故答案为：
（1）①反转录  ②RNA聚合酶  ③使目的基因随质粒的复制而增加
（2）卡那霉素   是否发生质壁分离
（3）天然PG基因转录的mRNA   长
（4）无性繁殖（或植物组织培养）

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．