Question

7．多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果胶使细胞壁破损．番茄果实成熟中，PG合成显著增加，能使果实变红变软，但不利于保鲜．利用基因工程的方法减少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，导入到番茄细胞中，得到转基因番茄． 请根据如图回答：
（1）提取目的基因：①若已获取PG的mRNA，可通过逆转录（或反转录）?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重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因（克隆目的基因）．
（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反义RNA，且能与天然PG基因转录的mRNA互补结合，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，科研人员常采用植物组织培养方法使子代保持转基因的优良性状．

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，可以该mRNA为模板逆转录形成DNA，即可通过逆转录法获得目的基因．
②转录需要启动子启动，而启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点．
③重组质粒转化到大肠杆菌中的目的是大量复制目的基因（克隆目的基因）．
（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，这导致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逆转录（或反转录）?②RNA聚合酶?③大量复制目的基因（克隆目的基因）
（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）植物组织培养

点评 本题结合转基因番茄形成的流程图，考查基因工程、植物组织培养等知识，要求考生掌基因工程的原理和具体操作步骤，认真分析转基因番茄形成的流程图，理解转基因番茄的保质期时间长的原因，再答题．需要注意的是第（2）题，还要求考生明确质壁分离的应用，可以用于判断植物细胞是否再生出细胞壁．