Question

【題目】青蒿素對(duì)于治療瘧疾有很好的效果，被譽(yù)為“中國(guó)神藥”。科學(xué)家開(kāi)始研究用基因工程培育轉(zhuǎn)基因高產(chǎn)青蒿素植物。

（1）從黃花蒿獲取與青蒿素合成有關(guān)基因后，可以利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，PCR反應(yīng)體系中加入的dCTP、dGTP、dATP、dTTP四種物質(zhì)既可以作為____________又可以提供____________，PCR反應(yīng)體系中還需要加入精心設(shè)計(jì)的兩種__________（填“互補(bǔ)”或“不互補(bǔ)”）引物；一個(gè)DNA分子3輪復(fù)制以后，兩條鏈等長(zhǎng)的DNA片段（即目標(biāo)片段）有_________個(gè)。

（2）獲取的目的基因與運(yùn)載體結(jié)合需要的工具酶有_________________________，將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是_________________________，此方法需要把目的基因插入導(dǎo)農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的______________上。

（3）為了進(jìn)一步節(jié)約成本，加快生產(chǎn)青蒿素，請(qǐng)你應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)，提出一個(gè)可行的方法：___________________。

Answer 1

【答案】 原料 能量 不互補(bǔ) 2 限制酶和DNA連接酶 農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法 T—DNA 將與青蒿素合成有關(guān)的基因?qū)�入酵母菌，通過(guò)發(fā)酵工程（利用酵母菌）生產(chǎn)青蒿素

【解析】【試題分析】

本題結(jié)合用基因工程培育轉(zhuǎn)基因高產(chǎn)青蒿素植物，考查PCR技術(shù)、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞等的相關(guān)知識(shí)�？忌�可結(jié)合題意，根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)各小題進(jìn)行分析作答。

（1）dCTP、dGTP、dATP、dTTP四種物質(zhì)都是脫氧核糖核苷酸，都是合成DNA的原料。同時(shí)，它們所攜帶的高能磷酸鍵，也可以為反應(yīng)提供能量。所以PCR反應(yīng)體系中加入的dCTP、dGTP、dATP、dTTP四種物質(zhì)既可以作為原料，又可以提供能量；如果引物的堿基互補(bǔ)了，那么兩引物會(huì)通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)結(jié)合形成一段小DNA，使引物失效，所以PCR反應(yīng)體系中加入的兩種引物不互補(bǔ)；根據(jù)半保留復(fù)制的特點(diǎn)，通過(guò)畫(huà)示意圖，可知個(gè)DNA分子3輪復(fù)制以后，兩條鏈等長(zhǎng)的DNA片段（即目標(biāo)片段）有2個(gè)，如下圖所示。

（2）在基因工程的具體操作中，需要限制酶來(lái)切割以獲取目的基因，同時(shí)需要相同的限制酶切割運(yùn)載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過(guò)DNA連接酶連接目的基因和運(yùn)載體。因此獲取的目的基因與運(yùn)載體結(jié)合需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶；將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；農(nóng)桿菌中的Ti質(zhì)粒的T—DNA（可轉(zhuǎn)移的DNA）可轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞，并且整合到受體細(xì)胞染色體的DNA上，所以用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法導(dǎo)入目的基因時(shí)，需要把目的基因插入導(dǎo)農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T—DNA上。

（3）為了進(jìn)一步節(jié)約成本，加快生產(chǎn)青蒿素，可將與青蒿素合成有關(guān)的基因?qū)�入酵母菌，再通過(guò)發(fā)酵工程（利用酵母菌）生產(chǎn)青蒿素。