[题目]番茄红素具有一定的抗癌效果.普通番茄合成的番茄红素易在番茄红素环化酶的催化作用下转化.科学家利用基因工程设计的重组DNA能表达出双链RNA.番茄细胞可识别双链RNA并将该双链RNA和具有相同序列的单链RNA一起降解.从而阻止番茄红素的转化.提高番茄红素的产量.下图为利用质粒一和目的基因构建重组质粒三的过程� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】番茄红素具有一定的抗癌效果。普通番茄合成的番茄红素易在番茄红素环化酶的催化作用下转化。科学家利用基因工程设计的重组DNA（质粒三）能表达出双链RNA（发卡），番茄细胞可识别双链RNA并将该双链RNA和具有相同序列的单链RNA一起降解，从而阻止番茄红素的转化，提高番茄红素的产量。下图为利用质粒一和目的基因构建重组质粒三的过程示意图。请回答下列问题：

（1）该基因工程中，“目的基因”是______基因，要想对该目的基因进行体外扩增，可从番茄组织中提取mRNA，通过逆转录获得______用于PCR扩增。PCR扩增目的基因，需要设计相应的引物，设计引物时要避免引物之间出现______。

（2）PCR扩增时，DNA先在高温下解链，然后在温度缓慢下降的过程中，引物与解开的链结合，这个过程叫做退火。退火温度的设定与引物长度、碱基组成有关。在理想状态下，退火温度足够低，以保证引物同目的序列有效退火，同时还要足够高，以减少非特异性结合。合理的退火温度从55℃到70℃。长度相同但______的引物需要设定更高的退火温度。

（3）“质粒二”利用______开环。为了防止其自身环化，要去除开环的质粒两端的______个磷酸基团。

（4）构建质粒三时，最好在目的基因A、B两端分别加______识别序列，目的是______。

（5）对于培育成功的转基因番茄植株，“发卡”在细胞内可以阻止______过程，从而使番茄红素环化酶基因“沉默”。

【答案】番茄红素环化酶 cDNA 碱基互补配对 GC含量高 BamHⅠ酶 2 Ecl酶、BamHⅠ酶确保目的基因反向连接翻译

【解析】

本题以降低番茄红素为背景，考查基因工程的相关知识，旨在考查考生信息获取与知识的迁移运用能力。

（1）将构建的重质粒三导入番茄细胞并成功表达后，阻止了番茄红素转化为胡萝卜素，而该转化是在番茄红素环化酶的催化作用下完成的，由此推知：图中“目的基因”是番茄红素环化酶基因；用PCR技术进行扩增时，需要先以mRNA通过逆转录获得cDNA；引物要与模板DNA结合，故要避免一对引物之间出现碱基互补配对；

（2）DNA分子中，GC之间有3个氢键，AT之间有两个氢键，氢键含量高的DNA更加稳定，故长度相同但GC含量高的引物需要设定更高的退火温度；

（3）由图可知，质粒二中含有BamHⅠ的识别序列，故需用BamHⅠ酶开环；开环后的质粒两端有2个游离的磷酸基团，为了防止其自身环化，需要去除；

（4）构建建质粒三时，需要在目的基因A、B两端分别加Ecl酶、BamHⅠ酶识别序列，以确保目的基因反向连接；

（5）质粒三导入受体细胞并表达后，形成双链RNA(发卡）的原因是转录后的RNA分子中存在互补配对的碱基序列。双链RNA(发卡）的形成导致核糖体不能与mRNA的结合，因此“发卡”在受体细胞内可以阻止翻译过程，从而使基因“沉默”。

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