Question

【题目】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。科学家将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，培育出了抗软化、保鲜时间长的转基因番茄。目的基因和质粒（含卡那霉素抗性基因 KmR）上有 PstI、SmaI、HindⅢ、AluI 四种限制酶切割位点。操作流程如图所示。

（1）本实验中的目的基因是_____。

（2）在构建重组质粒时，可用一种或者多种限制酶进行切割。为了确保目的基因与载体进行高效拼接，在此实例中，应该选用限制酶是_____。

A．PstI B．SmaI C．AluI D．HindⅢ

（3）要利用培养基筛选已导入目的基因的番茄细胞，培养基中应加入_____。

（4）图中步骤①→②使用的生物技术是_____。

（5）在分离提纯相关酶的过程中，能使相关酶沉淀的方法是_____。

A．溶菌酶等酶解细菌细胞壁 B．超声波、压力等

C．改变 pH 或加入硫酸铵 D．添加稳定剂和填充剂

（6）根据图中，转基因番茄细胞中的信息传递过程，分析转基因番茄抗软化的原因是：_____。

Answer 1

【答案】抗多聚半乳糖醛酸酶基因 AB 卡那霉素 植物组织培养 C 据图可知目的基因转录出的mRNA1和多聚半乳糖醛酸酶基因转录出mRNA2的结合，阻碍了mRNA2的翻译过程，番茄细胞无法产生多聚半乳糖醛酸酶

【解析】

科学家将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入番茄细胞，因此抗多聚半乳糖醛酸酶基因即为目的基因；为防止基因和质粒发生随意连接，可选择两种限制酶切割，据图可知，可选择SmaⅠ和PstⅠ两种酶；形成的重组质粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四种限制酶切割位点，目的基因内部也有AluⅠ限制酶切割位点，因此用PstⅠ和AluⅠ切割重组质粒，在重组质粒中有会3个切割位点；重组质粒上有卡那霉素的抗性基因，可以此作为标记基因进行筛选；从图中可见，目的基因的转录产物mRNAl和多聚半乳糖醛酸酶基因的转录产物mRNA2的结合，使得mRNA2翻译受阻，导致不能合成多聚半乳糖醛酸酶。

（1）根据题意分析可知，本实验的目的基因指的是抗多聚半乳糖醛酸酶基因。

（2）为了确保目的基因和质粒定向连接，应该选用的限制酶是SmaⅠ和PstⅠ，若用 PstⅠ和AluⅠ切割重组质粒，在重组质粒中有3个切割位点，则完全酶切后将会出现3个序列不同的DNA片段。

（3）重组质粒中应含卡那霉素抗性基因，因此培养基中应加入卡那霉素。

（4）图中步骤①→②为植物组织培养，依据的生物学原理是植物细胞具有全能性。

（5）在分离提纯限制酶EcoRⅠ的过程中，能使EcoRⅠ沉淀的方法是改变pH或加入硫酸铵。综上所述，C正确，A、B、D错误。故选C。

（6）由图可知，mRNA1和mRNA2相结合后阻碍了多聚半乳糖醛酸酶基因表达时的翻译过程，最终使番茄获得抗软化的性状。