Question

【題目】番茄紅素具有一定的抗癌效果果，但在番茄紅素環化酶的催化作用下，易轉化為胡蘿卜素。科學家利用基因工程設計了重組DNA（質粒三），并導入番茄細胞，從而阻止番茄紅素的轉化，提高番茄紅素的產量。下圖為利用質粒一和目的基因構建重質粒三的過程示意圖。請回答下列問題：

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

（2）先構建“質粒二”的原因主要是利用質粒二中含有____________。利用限制酶BamHⅠ開環后去磷酸化的目的是____________，再用及Ecl酶切的目的是____________。

（3）質粒三導入受體細胞并表達后，形成雙鏈RNA(發卡）的原因是____________。“發卡”在受體細胞內可以阻止____________過程，從而使基因“沉默”。

Answer 1

【答案】 限制酶、DNA連接酶、運載體（質粒） 番茄紅素環化酶 BamHⅠ和Ecl酶的識別序列（和切割位點） 防止自身環化 確保目的基因反向連接 轉錄后的RNA分子中存在互補配對的堿基序列 翻譯

【解析】試題分析：本題以圖文結合的形式綜合考查學生對基因工程的知識的識記和理解能力。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網絡。在此基礎上，結合問題情境，從題圖和題意中提取有效信息，進行相關問題的解答。

(1)圖示為利用質粒一和目的基因構建重質粒三的過程，用到的工具有限制酶、DNA連接酶、運載體（質粒）。將構建的重質粒三導入番茄細胞并成功表達后，阻止了番茄紅素轉化為胡蘿卜素，而該轉化是在番茄紅素環化酶的催化作用下完成的，由此推知：圖中“目的基因”是番茄紅素環化酶基因。

(2)分析圖示可知：質粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的識別序列，因此先構建“質粒二”的原因主要是利用質粒二中含有BamHⅠ和Ecl酶的識別序列（和切割位點）。利用限制酶BamHⅠ開環后去磷酸化的目的是防止自身環化，再用Ecl酶切的目的是確保目的基因反向連接。

(3)質粒三導入受體細胞并表達后，形成雙鏈RNA(發卡）的原因是轉錄后的RNA分子中存在互補配對的堿基序列。雙鏈RNA(發卡）的形成導致核糖體不能與mRNA的結合，因此“發卡”在受體細胞內可以阻止翻譯過程，從而使基因“沉默”。