Question

【題目】多聚半乳糖醛酸酶（PG）能降解果膠使細胞壁破損。成熟的番茄果實中，PG合成顯著增加，能使果實變紅變軟，但不利于保鮮。利用基因工程減少PG基因的表達，可延長果實保質期．科學家將PG基因反向接到Ti質粒上，導入番茄細胞中，得到轉基因番茄，具體操作流程如圖。據圖回答下列問題：

（1）若已獲取PG的mRNA，可通過____________獲取PG基因。

（2）用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后，可用含有__________________的培養基進行篩選，理由是__________________________________________．之后，還需將其置于質量分數為0．3g/ml的蔗糖溶液中，觀察細胞___________現象來鑒別細胞壁是否再生。

（3）由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA，且能與______________________互補結合，因此可抑制PG基因的正常表達．若_____________________________，則可確定轉基因番茄培育成功。

（4）將轉入反向鏈接PG基因的番茄細胞培育成完整的植株，需要用________技術；其中，愈傷組織經_____________________形成完整植株，此過程除營養物質外還必須向培養基中添加________________________________________。

（5）某地開展以轉基因番茄種植為核心的生態農業建設，利用其秸稈發酵制酒，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量，該生態系統主要利用的生態農業原理有_____________________

Answer 1

【答案】逆轉錄法 卡那霉素 重組質粒中含卡那霉素抗性基因而四環素抗性基因被破壞 是否發生質壁分離 天然的PG基因轉錄的mRNA 番茄果實的保質期延長 植物組織培養 再分化（或細胞增殖和分化） 植物激素（生長調節劑、生長素和細胞分裂素） 物質循環再生 、能量多級利用

【解析】

基因工程技術的基本步驟：（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術擴增和人工合成。（2）基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等。（3）將目的基因導入受體細胞：根據受體細胞不同，導入的方法也不一樣．將目的基因導入植物細胞的方法有農桿菌轉化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因導入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因導入微生物細胞的方法是感受態細胞法。（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術；②檢測目的基因是否轉錄出了mRNA--分子雜交技術；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質--抗原-抗體雜交技術。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

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

（2）由圖可知，重組質粒中含卡那霉素抗性基因而四環素抗性基因被破壞，因此用含目的基因的農桿菌感染番茄原生質體后，可用含有卡那霉素的培養基進行篩選。之后，還需將其置于質量分數為0.3g/ml的蔗糖溶液中，觀察細胞細胞是否發生質壁分離現象來鑒別細胞壁是否再生。

（3）由于導入的目的基因能轉錄出反義RNA，且能與天然的PG基因轉錄的mRNA互補結合，因此可抑制PG基因的正常表達。若番茄果實的保質期延長，則可確定轉基因番茄培育成功。

（4）將轉基因番茄細胞培育成完整植株需采用植物組織培養技術。其過程為轉基因番茄細胞→脫分化→愈傷組織→再分化→胚狀體→轉基因番茄，愈傷組織經再分化形成完整植株。該技術操作過程中除營養物質外還必須向培養基中添加植物激素即生長素和細胞分裂素。

（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量，體現了物質循環再生 、能量多級利用的生態學原理。