Question

9．我國科學(xué)家屠呦呦因在青蒿素方面的研究獲2015年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎．菊科植物青蒿中所含的青蒿素是目前治療瘧疾的新型特效藥．研究者做了相關(guān)的實(shí)驗研究如表．
Ⅰ．從青蒿中提取青蒿素，相關(guān)實(shí)驗數(shù)據(jù)如表1和表2所示．
表1：

生長期	采集時間	青蒿素含量（mg/g）
成苗期	5月13日	1.611
	6月13日	2.933
生長盛期	7月13日	4.572
	8月13日	5.821
花期	9月13日	3.821
果期	9月13日	3.198

表2：

	青蒿素含量（mg/g）
	7月13日	7月23日	8月13日
根部	0.699（曬干）	1.048（曬干）	1.487（曬干）
	0.340（烘干）	0.719（烘干）	0.993（烘干）
莖部	未測得	0.108（曬干）	0.096（曬干）
		0.086（烘干）	0.022（烘干）
老葉（葉齡21天）	3.609（曬干）	4.018（曬干）	4.269（曬干）
	2.256（烘干）	2.705（烘干）	3.951（烘干）
新葉（葉齡7天）	4.572（曬干）	4.654（曬干）	5.821（曬干）
	3.486（烘干）	3.692（烘干）	4.585（烘干）

（1）提取青蒿素應(yīng)選取的最佳青蒿材料是生長盛期的新葉．據(jù)表1和表2分析，實(shí)驗一的實(shí)驗?zāi)康陌�括ABC．

A．不同生長期青蒿中的青蒿素含量	B．不同青蒿組織中的青蒿素含量
C．不同干燥方式對青蒿素提取的影響	D．不同日照時長對青蒿素含量的影響

II．青蒿素為青蒿植株的代謝產(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PCR技術(shù)對該目的基因進(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．
（3）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？抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）（試舉一例）．

Answer 1

分析 1、PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的原理是DNA雙鏈復(fù)制．過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結(jié)合到互補(bǔ)DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始互補(bǔ)鏈的合成．
2、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲�。虎诨�因表達(dá)載體的構(gòu)建；③將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；④目的基因的檢測與鑒定．

解答 解：Ⅰ（1）分析表格可知，生長盛期的新葉中青蒿素含量較高，為提取青蒿素的最佳青蒿材料．據(jù)表1和表2分析，實(shí)驗一的實(shí)驗?zāi)康陌�括：不同生長期青蒿中的青蒿素含量、不同青蒿組織中的青蒿素含量以及不同干燥方式對青蒿素提取的影響，實(shí)驗中未涉及不同日照時長對青蒿素含量的影響．
Ⅱ（1）PCR技術(shù)可在體外快速擴(kuò)增目的基因，PCR的條件：模板（目的基因）、原料（四種脫氧核苷酸）、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）圖2中的①為構(gòu)建的基因表達(dá)載體（重組質(zhì)粒）．
（3）據(jù)圖分析可知，F(xiàn)PP在ADS基因的表達(dá)的情況下，生成青蒿素，或者抑制SQS基因的表達(dá)，降低FPP生成其他萜類化合物的量．因此要提高青蒿素的產(chǎn)量，可以通過抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）這些途徑．
故答案為：
Ⅰ（1）生長盛期的新葉      ABC
II（1）PCR       引物        熱穩(wěn)定的DNA聚合酶
（2）基因表達(dá)載體
（3）抑制SQS基因的表達(dá)（或增強(qiáng)ADS基因的表達(dá)）

點(diǎn)評 本題考查基因工程和植物組織培養(yǎng)等知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟及應(yīng)用，掌握各操作步驟中的方法及相關(guān)事項；識記植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理、條件及應(yīng)用，能結(jié)合所學(xué)的知識答題，屬于考綱識記層次的考查．