Question

【題目】青蒿素對于治療瘧疾有很好的效果，被譽為“中國神藥”�？茖W(xué)家開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)進行擴增，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)計的兩種__________（填“互補”或“不互補”）引物；一個DNA分子3輪復(fù)制以后，兩條鏈等長的DNA片段（即目標(biāo)片段）有_________個。

（2）獲取的目的基因與運載體結(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）為了進一步節(jié)約成本，加快生產(chǎn)青蒿素，請你應(yīng)用現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)，提出一個可行的方法：___________________。

Answer 1

【答案】 原料 能量 不互補 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。考生可結(jié)合題意，根據(jù)所學(xué)知識對各小題進行分析作答。

（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，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了，那么兩引物會通過堿基互補配對結(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；根據(jù)半保留復(fù)制的特點，通過畫示意圖，可知個DNA分子3輪復(fù)制以后，兩條鏈等長的DNA片段（即目標(biāo)片段）有2個，如下圖所示。

（2）在基因工程的具體操作中，需要限制酶來切割以獲取目的基因，同時需要相同的限制酶切割運載體以獲取與目的基因相同的黏性末端，再通過DNA連接酶連接目的基因和運載體。因此獲取的目的基因與運載體結(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，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，再通過發(fā)酵工程（利用酵母菌）生產(chǎn)青蒿素。