Question

【題目】番茄紅素具有一定的抗癌效果果，但在番茄紅素環(huán)化酶的催化作用下，易轉(zhuǎn)化為胡蘿卜素。科學(xué)家利用基因工程設(shè)計(jì)了重組DNA（質(zhì)粒三），并導(dǎo)入番茄細(xì)胞，從而阻止番茄紅素的轉(zhuǎn)化，提高番茄紅素的產(chǎn)量。下圖為利用質(zhì)粒一和目的基因構(gòu)建重質(zhì)粒三的過(guò)程示意圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）該過(guò)程中用到的工具有____________，圖中“目的基因”是____________基因。

（2）先構(gòu)建“質(zhì)粒二”的原因主要是利用質(zhì)粒二中含有____________。利用限制酶BamHⅠ開(kāi)環(huán)后去磷酸化的目的是____________，再用及Ecl酶切的目的是____________。

（3）質(zhì)粒三導(dǎo)入受體細(xì)胞并表達(dá)后，形成雙鏈RNA(發(fā)卡）的原因是____________。“發(fā)卡”在受體細(xì)胞內(nèi)可以阻止____________過(guò)程，從而使基因“沉默”。

Answer 1

【答案】 限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體（質(zhì)粒） 番茄紅素環(huán)化酶 BamHⅠ和Ecl酶的識(shí)別序列（和切割位點(diǎn)） 防止自身環(huán)化 確保目的基因反向連接 轉(zhuǎn)錄后的RNA分子中存在互補(bǔ)配對(duì)的堿基序列 翻譯

【解析】試題分析：本題以圖文結(jié)合的形式綜合考查學(xué)生對(duì)基因工程的知識(shí)的識(shí)記和理解能力。解答本題需熟記并理解基因工程的基本操作程序并形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合問(wèn)題情境，從題圖和題意中提取有效信息，進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的解答。

(1)圖示為利用質(zhì)粒一和目的基因構(gòu)建重質(zhì)粒三的過(guò)程，用到的工具有限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體（質(zhì)粒）。將構(gòu)建的重質(zhì)粒三導(dǎo)入番茄細(xì)胞并成功表達(dá)后，阻止了番茄紅素轉(zhuǎn)化為胡蘿卜素，而該轉(zhuǎn)化是在番茄紅素環(huán)化酶的催化作用下完成的，由此推知：圖中“目的基因”是番茄紅素環(huán)化酶基因。

(2)分析圖示可知：質(zhì)粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的識(shí)別序列，因此先構(gòu)建“質(zhì)粒二”的原因主要是利用質(zhì)粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的識(shí)別序列（和切割位點(diǎn)）。利用限制酶BamHⅠ開(kāi)環(huán)后去磷酸化的目的是防止自身環(huán)化，再用Ecl酶切的目的是確保目的基因反向連接。

(3)質(zhì)粒三導(dǎo)入受體細(xì)胞并表達(dá)后，形成雙鏈RNA(發(fā)卡）的原因是轉(zhuǎn)錄后的RNA分子中存在互補(bǔ)配對(duì)的堿基序列。雙鏈RNA(發(fā)卡）的形成導(dǎo)致核糖體不能與mRNA的結(jié)合，因此“發(fā)卡”在受體細(xì)胞內(nèi)可以阻止翻譯過(guò)程，從而使基因“沉默”。