Question

【題目】普通番茄細胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因，控制細胞產生多聚半乳糖醛酸酶，該酶能破壞細胞壁，使番茄軟化，不耐貯藏。科學家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因導入番茄細胞，培育出了抗軟化、保鮮時間長的轉基因番茄。目的基因和質粒（含卡那霉素抗性基因 KmR）上有 PstI、SmaI、HindⅢ、AluI 四種限制酶切割位點。操作流程如圖所示。

（1）本實驗中的目的基因是_____。

（2）在構建重組質粒時，可用一種或者多種限制酶進行切割。為了確保目的基因與載體進行高效拼接，在此實例中，應該選用限制酶是_____。

A．PstI B．SmaI C．AluI D．HindⅢ

（3）要利用培養基篩選已導入目的基因的番茄細胞，培養基中應加入_____。

（4）圖中步驟①→②使用的生物技術是_____。

（5）在分離提純相關酶的過程中，能使相關酶沉淀的方法是_____。

A．溶菌酶等酶解細菌細胞壁 B．超聲波、壓力等

C．改變 pH 或加入硫酸銨 D．添加穩定劑和填充劑

（6）根據圖中，轉基因番茄細胞中的信息傳遞過程，分析轉基因番茄抗軟化的原因是：_____。

Answer 1

【答案】抗多聚半乳糖醛酸酶基因 AB 卡那霉素 植物組織培養 C 據圖可知目的基因轉錄出的mRNA1和多聚半乳糖醛酸酶基因轉錄出mRNA2的結合，阻礙了mRNA2的翻譯過程，番茄細胞無法產生多聚半乳糖醛酸酶

【解析】

科學家將抗多聚半乳糖醛酸酶基因導入番茄細胞，因此抗多聚半乳糖醛酸酶基因即為目的基因；為防止基因和質粒發生隨意連接，可選擇兩種限制酶切割，據圖可知，可選擇SmaⅠ和PstⅠ兩種酶；形成的重組質粒上有PstⅠ、SmaⅠ、HindⅢ、AluⅠ四種限制酶切割位點，目的基因內部也有AluⅠ限制酶切割位點，因此用PstⅠ和AluⅠ切割重組質粒，在重組質粒中有會3個切割位點；重組質粒上有卡那霉素的抗性基因，可以此作為標記基因進行篩選；從圖中可見，目的基因的轉錄產物mRNAl和多聚半乳糖醛酸酶基因的轉錄產物mRNA2的結合，使得mRNA2翻譯受阻，導致不能合成多聚半乳糖醛酸酶。

（1）根據題意分析可知，本實驗的目的基因指的是抗多聚半乳糖醛酸酶基因。

（2）為了確保目的基因和質粒定向連接，應該選用的限制酶是SmaⅠ和PstⅠ，若用 PstⅠ和AluⅠ切割重組質粒，在重組質粒中有3個切割位點，則完全酶切后將會出現3個序列不同的DNA片段。

（3）重組質粒中應含卡那霉素抗性基因，因此培養基中應加入卡那霉素。

（4）圖中步驟①→②為植物組織培養，依據的生物學原理是植物細胞具有全能性。

（5）在分離提純限制酶EcoRⅠ的過程中，能使EcoRⅠ沉淀的方法是改變pH或加入硫酸銨。綜上所述，C正確，A、B、D錯誤。故選C。

（6）由圖可知，mRNA1和mRNA2相結合后阻礙了多聚半乳糖醛酸酶基因表達時的翻譯過程，最終使番茄獲得抗軟化的性狀。