Question

番茄果實(shí)成熟過程中，某種酶（PG）開始合成并顯著增加，促使果實(shí)變紅變軟．但不利于長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)期保鮮．科學(xué)家利用反義RNA技術(shù)（見圖解），可有效解決此問題．該技術(shù)的核心是，從番茄體細(xì)胞中獲得指導(dǎo)PG合成的信使RNA，繼而以該信使RNA為模板人工合成反義基因并將之導(dǎo)入離體番茄體細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)獲得完整植株．新植株在果實(shí)發(fā)育過程中，反義基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的反義RNA與細(xì)胞原有mRNA（靶mRNA）互補(bǔ)形成雙鏈RNA，阻止靶mRNA進(jìn)一步翻譯形成PG，從而達(dá)到抑制果實(shí)成熟的目的．請(qǐng)結(jié)合圖解回答：

（1）反義基因像一般基因一樣是一段雙鏈的DNA分子，合成該分子的第一條鏈時(shí)，使用的模板是細(xì)胞質(zhì)中的信使RNA，原料是四種

 

，所用的酶是

 

．
（2）開始合成的反義基因第一條鏈?zhǔn)桥c模板RNA連在一起的雜交雙鏈，通過加熱去除模板RNA，然后再以反義基因第一條鏈為模板合成第二條鏈，這樣一個(gè)完整的反義基因被合成．反義基因與細(xì)胞原有基因在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于

 

．若要以完整雙鏈反義基因克隆成百上千的反義基因，最有效也是最常用的方法是進(jìn)行

 

擴(kuò)增．
（3）將人工合成的反義基因作為目的基因?qū)�入番茄葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體的運(yùn)輸工具是

 

，在受體細(xì)胞中該基因指導(dǎo)合成的最終產(chǎn)物是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：基因工程的原理及技術(shù)

專題：

分析：1、RNA逆轉(zhuǎn)錄（RNA→DNA），則模板是RNA；產(chǎn)物是DNA；原料是含A、T、C、G的四種脫氧核苷酸；堿基互補(bǔ)配對(duì)原則：A-T、U-A、C-G、G-C；實(shí)例是某些致癌病毒、HIV等．
2、反義基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的反義RNA與細(xì)胞原有mRNA（靶mRNA）互補(bǔ)形成雙鏈RNA，阻止靶mRNA進(jìn)一步翻譯形成PG，從而達(dá)到抑制果實(shí)成熟的目的．

解答： 解：（1）以該信使RNA為模板人工合成反義基因，合成該分子的第一條鏈時(shí)，使用的模板是細(xì)胞質(zhì)中的信使RNA，原料是四種脫氧核苷酸，所用的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶．
（2）基因在轉(zhuǎn)錄過程中，真核生物的基因中只有編碼區(qū)的外顯子編碼蛋白質(zhì)，因此mRNA是由外顯子轉(zhuǎn)錄而來的．因此由信使RNA為模板人工合成反義基因中不含非編碼區(qū)和內(nèi)含子．通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)即PCR技術(shù)可實(shí)現(xiàn)DNA分子的體外快速擴(kuò)增，所以要以完整雙鏈反義基因克隆成百上千的反義基因，常利用PCR技術(shù)來擴(kuò)增．
（5）基因工程的運(yùn)輸工具是運(yùn)載體，基因工程中常利用質(zhì)粒將目的基因?qū)�入番茄葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體．由題中“反義基因經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的反義RNA與細(xì)胞原有mRNA（靶mRNA）互補(bǔ)形成雙鏈RNA”可知，該基因指導(dǎo)合成的最終產(chǎn)物是反義RNA．
故答案為：
（1）脫氧核苷酸     逆轉(zhuǎn)錄酶
（2）不具有非編碼區(qū)和內(nèi)含子   PCR
（3）質(zhì)粒（或病毒）   （反義）RNA

點(diǎn)評(píng)：本題考查了逆轉(zhuǎn)錄過程、基因的結(jié)構(gòu)以及基因工程的相關(guān)知識(shí)，難度適中，要求考生具有一定的識(shí)圖分析題干的能力；識(shí)記逆轉(zhuǎn)錄過程中的條件，包括酶、模板、原料等；識(shí)記真核生物基因的結(jié)構(gòu)，明確mRNA是由基因中外顯子轉(zhuǎn)錄而來的，在結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行答題．