Question

【題目】多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠使細(xì)胞壁破損。成熟的番茄果實(shí)中，PG合成顯著增加，能使果實(shí)變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達(dá)，可延長(zhǎng)果實(shí)保質(zhì)期．科學(xué)家將PG基因反向接到Ti質(zhì)粒上，導(dǎo)入番茄細(xì)胞中，得到轉(zhuǎn)基因番茄，具體操作流程如圖。據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)____________獲取PG基因。

（2）用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有__________________的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，理由是__________________________________________．之后，還需將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．3g/ml的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞___________現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。

（3）由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能與______________________互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因的正常表達(dá)．若_____________________________，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。

（4）將轉(zhuǎn)入反向鏈接PG基因的番茄細(xì)胞培育成完整的植株，需要用________技術(shù)；其中，愈傷組織經(jīng)_____________________形成完整植株，此過(guò)程除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加________________________________________。

（5）某地開(kāi)展以轉(zhuǎn)基因番茄種植為核心的生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)，利用其秸稈發(fā)酵制酒，酒糟喂牛，牛糞和一些番茄的葉片等做沼氣池的原料，沼氣用于燃燒，沼渣肥田提高番茄產(chǎn)量，該生態(tài)系統(tǒng)主要利用的生態(tài)農(nóng)業(yè)原理有_____________________

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄法 卡那霉素 重組質(zhì)粒中含卡那霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞 是否發(fā)生質(zhì)壁分離 天然的PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA 番茄果實(shí)的保質(zhì)期延長(zhǎng) 植物組織培養(yǎng) 再分化（或細(xì)胞增殖和分化） 植物激素（生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素） 物質(zhì)循環(huán)再生 、能量多級(jí)利用

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）逆轉(zhuǎn)錄是以RNA為模板合成DNA，若已獲取PG的mRNA，可通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄法獲取PG基因。

（2）由圖可知，重組質(zhì)粒中含卡那霉素抗性基因而四環(huán)素抗性基因被破壞，因此用含目的基因的農(nóng)桿菌感染番茄原生質(zhì)體后，可用含有卡那霉素的培養(yǎng)基進(jìn)行篩選。之后，還需將其置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3g/ml的蔗糖溶液中，觀察細(xì)胞細(xì)胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象來(lái)鑒別細(xì)胞壁是否再生。

（3）由于導(dǎo)入的目的基因能轉(zhuǎn)錄出反義RNA，且能與天然的PG基因轉(zhuǎn)錄的mRNA互補(bǔ)結(jié)合，因此可抑制PG基因的正常表達(dá)。若番茄果實(shí)的保質(zhì)期延長(zhǎng)，則可確定轉(zhuǎn)基因番茄培育成功。

（4）將轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞培育成完整植株需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。其過(guò)程為轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞→脫分化→愈傷組織→再分化→胚狀體→轉(zhuǎn)基因番茄，愈傷組織經(jīng)再分化形成完整植株。該技術(shù)操作過(guò)程中除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加植物激素即生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。

（5）牛糞和一些番茄的葉片等做沼氣池的原料，沼氣用于燃燒，沼渣肥田提高番茄產(chǎn)量，體現(xiàn)了物質(zhì)循環(huán)再生 、能量多級(jí)利用的生態(tài)學(xué)原理。