Question

20．番茄果实后熟问题是影响番茄生产、加工和运输的难题．ACC合成酶是合成乙烯的关键酶，由ACC合成酶基因控制合成．请回答下列问题：

（1）从成熟红番茄果实细胞中提取ACC合成酶基因的mRNA，逆转录成DNA单链，此时需要逆转录酶（填酶）．对此DNA单链进行PCR扩增，合成ACC合成酶基因时，需要的原料为四种脱氧核苷酸．
（2）将人工合成的ACC合成酶基因反向接在启动子之后，构成反义ACC合成酶基因．若ACC合成酶基因转录时，两条单链（a链、b链）中的a链为模板链，则反义ACC合成酶基因转录时的模板链为b链，此时细胞内ACC合成酶基因的翻译（复制/转录/翻译）过程受阻．
（3）将反义ACC合成酶基因导入番茄细胞后，能否用放射性物质标记的ACC合成酶基因做探针，检测转反义ACC基因是否整合到番茄植株的染色体DNA上？为什么？不能，番茄细胞内本来存在ACC基因，能与ACC基因探针发生分子杂交．
（4）若转反义ACC合成酶基因在番茄细胞内染色体上的位置如图1所示，则甲、乙、丙、丁番茄的自交后代中，耐贮存番茄的比例最髙的为乙．
（5）图2为普通番茄和转反义ACC合成酶基因番茄乙烯释放量的测定结果，图中番茄A的曲线为普通番茄的乙烯释放量，番茄B适于储存和运输．

Answer 1

分析 1、获取目的基因的方法主要有两种：
（1）从供体细胞的DNA中直接分离基因，最常用的方法是“鸟枪法”又叫“散弹射击法“；
（2）人工合成基因，这种方法有两条途径，一是以目的基因转录的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，再在酶的作用下合成双链DNA，即目的基因；另一条途径是蛋白质的氨基酸序列，推测出信使RNA序列，再推测出结构基因的核苷酸序列，然后用化学的方法以单核苷酸为原料合成．
2、目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术．个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等．

解答 解：（1）从成熟红番茄果实细胞中提取ACC合成酶基因的mRNA，逆转录成DNA单链，此过程为逆转录，所以需要逆转录酶催化．由于DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，所以对此DNA单链进行PCR扩增，合成ACC合成酶基因时，需要的原料为四种脱氧核苷酸．
（2）将人工合成的ACC合成酶基因反向接在启动子之后，构成反义ACC合成酶基因．若ACC合成酶基因转录时，两条单链（a链、b链）中的a链为模板链，则反义ACC合成酶基因转录时的模板链为b链，合成的RNA能互补配对，进行杂交．此时没有mRNA单链与核糖体结合，导致细胞内ACC合成酶基因的翻译过程受阻．
（3）将反义ACC合成酶基因导入番茄细胞后，由于番茄细胞内本来存在ACC基因，能ACC基因探针发生分子杂交，所以不能用放射性物质标记的ACC合成酶基因做探针，检测转反义ACC基因是否整合到番茄植株的染色体DNA上．
（4）若转反义ACC合成酶基因在番茄细胞内染色体上的位置如图1所示，则甲、乙、丙、丁番茄产生的配子中含转反义ACC合成酶基因的概率分别为$\frac{1}{2}$、1、$\frac{3}{4}$、$\frac{1}{2}$，所以自交后代中，耐贮存番茄的比例分别为1-$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{3}{4}$、1、1-$\frac{1}{4}×\frac{1}{4}$=$\frac{15}{16}$、1-$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}$=$\frac{3}{4}$，其中最髙的为乙．
（5）图2为普通番茄和转反义ACC合成酶基因番茄乙烯释放量的测定结果，图中番茄A的曲线为普通番茄的乙烯释放量，番茄B的乙烯释放量很低，适于储存和运输．
故答案为：
（1）逆转录酶     四种脱氧核苷酸
（2）b   翻译
（3）不能，番茄细胞内本来存在ACC基因，能与ACC基因探针发生分子杂交
（4）乙
（5）A       B

点评 本题综合考查基因工程、基因控制蛋白质合成、植物激素调节等相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．