Question

【題目】我國科學(xué)家屠呦呦因青蒿素的研究榮獲2015年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。青蒿素是目前世界上最有效的治療瘧疾藥物，為青蒿植株的次級(jí)代謝產(chǎn)物，其化學(xué)本質(zhì)是一種萜類化合物，其生物合成途徑如圖1所示。正常青蒿植株的青蒿素產(chǎn)量很低，難以滿足臨床需求，科學(xué)家為了提高青蒿素產(chǎn)量，將棉花中的FPP合成酶基因?qū)�入了青蒿植株并讓其成功表達(dá)，獲得了高產(chǎn)青蒿植株，過程如圖2所示。

（1）研究人員從棉花基因文庫中獲取FPP合酶基因后，可以采用________技術(shù)對(duì)該目的基因進(jìn)行大量擴(kuò)增，該技術(shù)除了需要提供模板和游離的脫氧核苷酸外，還需要提供________、________等條件。

（2）圖2中的①為________，形成過程中需要________等酶；棉花FPP合酶基因能夠和質(zhì)粒連接成①的主要原因是________。

（3）若②不能在含有抗生素Kan的培養(yǎng)基上生存，則原因是___________________________。

（4）由題意可知，除了通過提高FPP的含量來提高青蒿素的產(chǎn)量外，還可以通過哪些途徑來提高青蒿素的產(chǎn)量？（試舉一例）_____________________________________________________。

Answer 1

【答案】

（1）PCR 引物 熱穩(wěn)定的DNA聚合酶

（2）基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）限制酶和DNA連接酶 切割后具有相同的粘性末端

（3）重組質(zhì)粒沒有導(dǎo)入農(nóng)桿菌

（4）抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）

【解析】

試題分析：

（1）欲對(duì)目的基因進(jìn)行大量擴(kuò)增，可采用 PCR技術(shù)，該技術(shù)除了需要提供模板和游離的脫氧核苷酸外，還需要提供引物、熱穩(wěn)定的DNA聚合酶等條件。

（2）圖2中的①為基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒），構(gòu)建基因表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶等酶；因棉花FPP合酶基因與質(zhì)粒酶切后具有相同的粘性末端，因此二者能夠連接成基因表達(dá)載體即①。

（3）分析圖示可知①即基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）中含有抗生素Kan抗性基因，若②不能在含有抗生素Kan的培養(yǎng)基上生存，說明基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）沒有導(dǎo)入農(nóng)桿菌。

（4）分析圖1可知：可通過提高FPP的含量來提高青蒿素的產(chǎn)量，此外，還可以通過抑制SQS基因的表達(dá)或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)來提高青蒿素的產(chǎn)量。