题目内容

10．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．如图为操作流程图，据图回答问题．

（1）实验中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．培育抗软化番茄，应先将该基因进行扩增．过程是：目的基因受热解链，引物与相应单链结合，在热稳定DNA聚合酶（Taq酶）的作用下沿相反方向延伸．该过程在PCR扩增仪中完成．
（2）构建基因表达载体时必需的工具酶有限制酶和DNA连接酶．
（3）图中步骤①→②使用的生物技术是植物组织培养．这种技术可保留番茄植株抗软化、保鲜时间长的优良性状，其原因是该过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离．
（4）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：由于mRNA1和mRNA2结合，阻碍了多聚半乳糖醛酸酶的翻译过程，最终使得番茄获得抗软化的性状．
（5）若为避免该外源基因通过花粉传播进入其他植物，应将目的基因导入细胞质（填“细胞核”或“细胞质”）．

分析 分析题图：①、②表示将转基因受体细胞培养形成转基因植株，需采用植物组织培养技术，其中①是脱分化过程、②是再分化过程，这两个过程都需要植物激素（生长素和细胞分裂素）的调节．由左下图可知：mRNA1和mRNA2的结合直接阻碍了多聚半乳糖醛酸酶合成时的翻译过程，最终使番茄获得抗软化的性状．

解答 解：（1）根据题干信息“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”可知，实验中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．采用PCR技术扩增目的基因的过程应该在PCR扩增仪中完成，过程为：高温变性（目的基因受热解链）；低温复性（引物与相应单链结合）；中温延伸（在热稳定DNA聚合酶（Taq酶）的作用下沿相反方向延伸）．
（2）构建基因表达载体时，首先需用同种限制酶切割含有目的基因的外源DNA分子和运载体，以形成相同的黏性末端，其次还需要用DNA连接酶将目的基因和载体连接构成重组质粒．
（3）图中步骤①→②表示将离体的组织、细胞培育成完整的个体，使用的生物技术是植物组织培养技术．由于该过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离，该技术可保留番茄植株抗软化、保鲜时间长的优良性状．
（4）由图可知，mRNA1和mRNA2结合，阻碍了多聚半乳糖醛酸酶的翻译过程，最终使得转基因番茄获得抗软化的性状．
（5）由于受精卵中的细胞质几乎都来自卵细胞，因此为避免该外源基因通过花粉传播进入其他植物，应将目的基因导入细胞质．
故答案为：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因       引物   热稳定DNA聚合酶（Taq酶）   PCR扩增
（2）限制酶和DNA连接酶
（3）植物组织培养      该过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离
（4）多聚半乳糖醛酸酶的翻译
（5）细胞质

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合图中信息准确答题．

练习册系列答案
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（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多答，则每学科按所做的第一题计分。

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