Question

16．番茄和土豆都是茄科植物，培育出一种地上能结番茄地下能结马铃薯的新品种是很多育种学家的梦想．请完善下列各种获得番茄-马铃薯新品种的方案：
（1）可以尝试用基因工程的方法获得所需品种．首先我们需要提取土豆细胞内的mRNA，通过反转录的方法构建一个cDNA文库．从该基因文库中获得相关基因后，在这些基因的首端和尾端分别连上启动子和终止子后，插入到农杆菌Ti质粒上的T-DNA内部，通过农杆菌转化的方法导入番茄细胞．将这些番茄细胞组织培养成植株后进行检测筛选，就有可能筛选出所需植株．
（2）也可以尝试用植物体细胞杂交的方式获得所需品种．首先用纤维素酶和果胶酶去除番茄细胞和土豆细胞的细胞壁，得到番茄和土豆的原生质体，再通过电激或聚乙二醇处理（离心、振动等也行）（至少填两种）等方法诱导两种原生质体融合，等融合的原生质体再生出（新）细胞壁后，再将杂种细胞培养成愈伤组织进而培养成植株，在杂种植株中就有可能筛选出所需品种．

Answer 1

分析 1、基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因
（1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质．
（2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端．
（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来．常用的标记基因是抗生素基因．
2、农杆菌转化法（约80%的转基因植物都是用这种方法获得的）
①农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对单子叶植物没有感染力；Ti质粒的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体上．
②转化：目的基因插人Ti质粒的T-DNA上$\stackrel{进入}{→}$农杆菌→导入植物细胞→目的基因整合到植物细胞染色体上→目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达．
3、植物体细胞杂交注意点：
（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等．化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂．
（2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成．
（3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束．
（4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质．

解答 解：（1）获取目的基因可以从基因文库中获取、PCR技术扩增、人工合成．在反转录法获得目的基因的过程中，首先需要提取土豆细胞内的mRNA，通过反转录的方法构建一个cDNA文库．从该基因文库中获得相关基因后，在这些基因的首端和尾端分别连上启动子和终止子后，插入到农杆菌Ti质粒上的T-DNA内部，通过农杆菌转化的方法导入番茄细胞．将这些番茄细胞组织培养成植株后进行检测筛选，就有可能筛选出所需植株．
（2）利用植物体细胞杂交的方式获得所需品种时，首先用纤维素酶和果胶酶去除番茄细胞和土豆细胞的细胞壁，得到番茄和土豆的原生质体，再通过电激或聚乙二醇处理等方法诱导两种原生质体融合，等融合的原生质体再生出（新）细胞壁后，再将杂种细胞培养成愈伤组织进而培养成植株，在杂种植株中就有可能筛选出所需品种．
故答案为：
（1）mRNA      cDNA     启动子     终止子     T-DNA
（2）纤维素酶和果胶酶      电激或聚乙二醇处理（离心、振动等也行）    再生出（新）细胞壁

点评 本题考查了基因工程和细胞工程的有关知识，要求考生能够识记目的基因获取的方法，掌握基因表达载体构建的要求，识记农杆菌转化法的过程和植物体细胞杂交的过程等，再结合所学知识准确答题．