Question

【题目】番茄红素具有一定的抗癌效果果，但在番茄红素环化酶的催化作用下，易转化为胡萝卜素。科学家利用基因工程设计了重组DNA（质粒三），并导入番茄细胞，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质粒三的过程示意图。请回答下列问题：

（1）该过程中用到的工具有____________，图中“目的基因”是____________基因。

（2）先构建“质粒二”的原因主要是利用质粒二中含有____________。利用限制酶BamHⅠ开环后去磷酸化的目的是____________，再用及Ecl酶切的目的是____________。

（3）质粒三导入受体细胞并表达后，形成双链RNA(发卡）的原因是____________。“发卡”在受体细胞内可以阻止____________过程，从而使基因“沉默”。

Answer 1

【答案】 限制酶、DNA连接酶、运载体（质粒） 番茄红素环化酶 BamHⅠ和Ecl酶的识别序列（和切割位点） 防止自身环化 确保目的基因反向连接 转录后的RNA分子中存在互补配对的碱基序列 翻译

【解析】试题分析：本题以图文结合的形式综合考查学生对基因工程的知识的识记和理解能力。解答本题需熟记并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知识网络。在此基础上，结合问题情境，从题图和题意中提取有效信息，进行相关问题的解答。

(1)图示为利用质粒一和目的基因构建重质粒三的过程，用到的工具有限制酶、DNA连接酶、运载体（质粒）。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。

(2)分析图示可知：质粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的识别序列，因此先构建“质粒二”的原因主要是利用质粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的识别序列（和切割位点）。利用限制酶BamHⅠ开环后去磷酸化的目的是防止自身环化，再用Ecl酶切的目的是确保目的基因反向连接。

(3)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”。