Question

【題目】青蒿素是最有效的抗瘧藥之一，但野生黃花蒿青蒿素產量低。研究人員利用基因工程技術培育出高產的轉基因黃花蒿。請回答下列問題：

（1）建立cDNA文庫是獲取基因的途徑之一。與基因組文庫相比，cDNA文庫中的基因數目_________。

（2）青蒿素合成途徑存在兩種關鍵酶——紫穗槐二烯合酶（ADS)和青蒿酸合成酶(CYP71AV1)。研究人員從黃花蒿的cDNA文庫中獲取了兩種關鍵酶的基因。在對它們進行PCR擴增時，向反應體系中加入的物質中，除了模板不同，___________也肯定不同。

（3）若要使上述目的基因在受體細胞中表達，需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞，原因有______________、____________。檢測這些酶基因是否轉錄采用_______技術。利用蛋白質工程獲得活性更高的酶時，需根據所設計蛋白質的結構推測其____________序列，最終確定相對應的脫氧核苷酸序列并經基因合成或____________獲得所需的基因。

（4）有人另辟蹊徑，成功培育出能生產青蒿素的轉基因大腸桿菌。利用大腸桿菌作為受體細胞的優(yōu)勢有_________________。

Answer 1

【答案】少 引物(對） 目的基因無表達所需啟動子 目的基因無表達所需終止子 分子雜交 氨基酸 基因修飾 繁殖快、單細胞、遺傳物質相對少

【解析】

基因工程技術的基本步驟：

（1）目的基因的獲�。悍椒ㄓ袕幕�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(tài)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）由于cDNA文庫中只含有該植物的基因，而基因組文庫中含有該植物的全部基因，故兩個文庫相比，cDNA文庫中含有的基因數目比基因組文庫中的少。

（2）根據題意分析，在利用PCR技術擴增兩種目的基因時時，向反應體系中加入的物質中，除了模板不同，引物也肯定不同。

（3）通過以上方法獲得的目的基因缺少啟動子和終止子，因此若要使上述目的基因在受體細胞中表達，需要通過質粒載體而不能直接將目的基因導入受體細胞；基因轉錄的產物是RNA，可以利用分子雜交技術進行檢測；利用蛋白質工程獲得活性更高的酶時，需根據所設計蛋白質的結構推測其氨基酸排列順序，最終確定相對應的脫氧核苷酸序列并經基因合成或基因修飾獲得所需的基因。

（4）大腸桿菌具有繁殖快、單細胞、遺傳物質相對少等優(yōu)點，因此常常利用大腸桿菌作為基因工程的受體細胞。