Question

【題目】番茄紅素具有一定的藥用價值，但普通番茄合成的番茄紅素易發生轉化（如圖甲），科學家設計了一種重組DNA（質粒三），該DNA能表達出雙鏈RNA（發卡），番茄細胞能識別侵入的雙鏈RNA并將該雙鏈RNA及具有相同序列的單鏈RNA一起降解，從而提高果實中番茄紅素的含量（如圖乙）。請分析回答下列問題：

（1）在體外快速大量獲得目的基因或含有目的基因的“片段A”可以采用___________技術，該技術的原理是________________________。

（2）根據圖甲推知，轉錄出“發卡”的DNA片段實際上是兩個反向連接的________________基因，上述過程通過阻止該基因在細胞內的_______________（填“轉錄”或“翻譯”），提高了果實中番茄紅素的含量。

（3）為保證圖中的片段A反向連接，處理已開環質粒所用的兩種限制酶是______________________。

（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外側游離的磷酸基團。對已開環的質粒二兩端去磷酸化的主要作用是阻止其_____________，該DNA分子仍可以和目的基因連接，形成缺少___________個磷酸二酯鍵的重組質粒，隨后在細胞中被修復。

（5）可利用___________________法將質粒三導入植物細胞。

Answer 1

【答案】 PCR DNA雙鏈復制 番茄紅素環化酶 翻譯 Ecl和BamH1 自身成環 2 農桿菌轉化（或基因槍、花粉管通道）

【解析】試題分析：分析圖一：番茄紅素可以轉化為胡蘿卜素。分析圖二：圖二位重組DNA（質粒三）的構建過程，該質粒能表達出雙鏈RNA（發卡），番茄細胞可以識別侵入的雙鏈RNA并將該雙鏈RNA及具有相同序列的單鏈RNA一起降解，提高了果實中番茄紅素的含量。

（1）在體外快速大量獲得目的基因或含有目的基因的“片段A”可以采用PCR技術，該技術的原理是DNA雙鏈復制。

（2）根據圖二可知，目的基因是番茄紅素環化酶基因，因此表達出“發卡”的DNA片段實際上是兩個反向連接的番茄紅素環化酶基因；“發卡”能導致雙鏈RNA、mRNA被降解，而mRNA為翻譯的模板，因此“發卡”阻止了其在細胞內的翻譯過程，所以提高了果實中番茄紅素的含量。

（3）為保證第二個目的基因片段反向連接，應該用兩種限制酶切割。由圖可知，第二個目的基因片段兩側的限制酶識別序列為Ecl 和 BamHⅠ，因此處理已開環質粒所用的兩種限制酶是Ecl 和BamHⅠ。

（4）去磷酸化是去掉黏性末端最外側游離的磷酸基團。對已開環的質粒二兩端去磷酸化的主要作用是阻止其自身成環（自身環化）；構建重組質粒三時，要用限制酶Ecl 和 BamHⅠ切割，這樣會去除黏性末端最外側缺少磷酸基團的脫氧核苷酸，因此形成的重組質粒缺少2個磷酸二酯鍵。

（5）將目的基因導入植物細胞，采用最多的方法是農桿菌轉化法，因此可利用農桿菌轉化法將質粒三導入植物細胞。