Question

5．番茄营养丰富，是人们喜爱的一类果蔬．但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．为满足人们的生产生活需要，科学家们通过基因工程技术，培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种．操作流程如图，请据图回答．

（1）在该实验中的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因．图中通过过程①形成重组DNA，需要的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶．
（2）将重组DNA导入普通番茄细胞，采用的方法是农杆菌转化法．由于土壤农杆菌的重组DNA中含有可转移DNA，它可将抗多聚半乳糖醛酸酶基因整合到受体细胞染色体DNA上．除图中所示方法以外，将目的基因导入植物细胞还有花粉管通道法和基因枪法．
（3）从图中可见，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．据图可知多聚半乳糖醛酸酶基因与抗多聚半乳糖醛酸酶基因不是等位基因．其 原因是它们不位于同源染色体的相同位置．
（4）图中培养②和培养③过程能顺利完成，通常主要取决于培养基成分中的植物激素的种类及其浓度配比；要快速繁殖转基因抗软化番茄植株，目前常用的生物技术是植物组织培养技术，该技术的原理是细胞的全能性．
（5）为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成“基因污染”，可以将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入到番茄植物细胞的线粒体（或叶绿体）（结构）中，从而使目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来．

Answer 1

分析 分析题图：①是基因表达载体的构建过程，需要用限制酶和DNA连接酶；②、③是将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②是脱分化过程、③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）由图可知，该基因工程的目的基因是抗多聚半乳糖醛酸酶基因；构建基因表达载体时，需要用到同一种的限制性内切酶处理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，再用DNA连接酶将目的基因和载体连接构成重组质粒．
（2）由图可知将目的基因导入植物细胞采用的是农杆菌转化法，其原理为：农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上．根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA上，通过农杆菌的转化作用，就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上．除图中所示方法以外，将目的基因导入植物细胞还有花粉管通道法和基因枪法．
（3）mRNA是翻译的直接模板，因此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．多聚半乳糖醛酸酶基因与抗多聚半乳糖醛酸酶基因不位于同源染色体的相同位置，因此它们不是等位基因．
（4）图中②为脱分化过程，③为再分化过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例．植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性．
（5）由于受精卵中的细胞质几乎都来自母方，因此为防止转基因番茄通过花粉将抗多聚半乳糖醛酸酶基因传播给其它植物而造成“基因污染”，可以将抗多聚半乳糖醛酸酶基因导入到番茄植物细胞的线粒体（或叶绿体）中，从而使目的基因不会通过花粉传递而在下一代中显现出来．
故答案为：
（1）抗多聚半乳糖醛酸酶基因     限制性核酸内切酶和DNA连接酶
（2）农杆菌转化法（或细菌侵染法）     可转移DNA     基因枪法
（3）翻译     它们不位于同源染色体的相同位置（合理给分）
（4）种类及其浓度配比       细胞的全能性
（5）线粒体（或叶绿体）

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概念、原理、操作工具及操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，能结合所学的知识准确答题．