Question

【題目】2019年6月17日，新華社發(fā)布《屠呦呦團隊放“大招”：“青蒿素抗藥性”等硏究獲新突破》，屠呦呦團隊近期提出應(yīng)對“青蒿素抗藥性”難題切實可行的治療方案，并在“青蒿素治療紅斑狼瘡等適應(yīng)癥”方面取得新進展。某課題組為得到青蒿素產(chǎn)量高的新品系，讓青蒿素合成過程的某一關(guān)鍵酶基因fps在野生青蒿素中過量表達，其過程圖如下：

回答下列問題：

（1）酶1和酶2分別是__________________和__________________。。利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是加熱至90~95℃，目的是為了破壞DNA分子中的_________鍵。

（2）在構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程中，需將目的基因插入到質(zhì)粒的__________________中，在目的基因前需要添加特定__________________。重組質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因，質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌后，需要利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基對農(nóng)桿菌進行初步篩選，原因是_____________________________。

（3）據(jù)過程圖分析，農(nóng)桿菌的作用是________________________________。判斷該課題組的研究目的是否達到，必須檢測轉(zhuǎn)基因青蒿素植株中的___________________________。

Answer 1

【答案】逆轉(zhuǎn)錄酶 限制性核酸內(nèi)切酶 氫 T-DNA 啟動子 在重組質(zhì)粒導入到農(nóng)桿菌的過程中，可能有部分農(nóng)桿菌中導入的不是重組質(zhì)粒，而是普通質(zhì)粒 農(nóng)桿菌可感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細胞中 青蒿素產(chǎn)量

【解析】

基因工程技術(shù)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(shù)擴增和人工合成。

（2）基因表達載體的構(gòu)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?qū)�入受體細胞：根據(jù)受體細胞不同，導入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物細胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入動物細胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�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(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；

②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；

③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）據(jù)圖示可知，酶1促進逆轉(zhuǎn)錄的過程，故為逆轉(zhuǎn)錄酶，酶2用于切割目的基因和質(zhì)粒，故為限制性核酸內(nèi)切酶；利用PCR技術(shù)擴增目的基因時，使反應(yīng)體系中的模板DNA解鏈為單鏈的條件是加熱至90-95℃，目的是破壞了DNA分子中的氫鍵。

（2）構(gòu)建重組Ti質(zhì)粒的過程中，需將目的基因插入到Ti質(zhì)粒的T-DNA中；在目的基因前需要添加特定啟動子；重組質(zhì)粒上有四環(huán)素抗性基因，質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌后，需要利用含有四環(huán)素的培養(yǎng)基對農(nóng)桿菌進行初步篩選，原因是在重組質(zhì)粒導入到農(nóng)桿菌的過程中，可能有部分農(nóng)桿菌中導入的不是重組質(zhì)粒，而是普通質(zhì)粒。

（3）將目的基因?qū)�入植物細胞中常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，由圖可知，農(nóng)桿菌的作用是感染植物，將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細胞中；判斷該課題組的研究目的是否達到，必須檢測轉(zhuǎn)基因青蒿植株中的青蒿素產(chǎn)量，若產(chǎn)量增高，則說明達到了目的。