Question

【題目】2015年，屠呦呦因發現青蒿素治療瘧疾的新療法獲獎。工業上青蒿素一般從青蒿植株中提取,產量低，價格高。基因工程及細胞工程等為培育出高青蒿素含量的青蒿提供了思路。科學家先通過紫外線處理大量青蒿幼苗后，偶然發現一株高產植株。通過基因測序發現該高產植株控制青蒿素合成相關的一種關鍵酶的基因發生了突變。

（1）提取了高產植株的全部DNA后，要想快速大量獲得該突變基因可以采用PCR技術，該技術的原理是 。

（2）如果用青蒿某個時期mRNA反轉錄產生的雙鏈cDNA片段，用該雙鏈cDNA進行PCR擴增，進行了30個循環后，理論上可以產生約為__________個DNA分子，該雙鏈與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群就叫做青蒿的________________,獲得的cDNA與青蒿細胞中該基因堿基序列___________（填“相同”或“不同”）。

（3）將獲得的突變基因導入普通青蒿之前，先構建基因表達載體，圖l、2中箭頭表示相關限制酶的酶切位點。請回答：

用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒，不能使用SmaⅠ切割，原因是___________ ，構建好的重組質粒在其目的基因前要加上特殊的啟動子，啟動子是__________識別結合位點。

（4）檢測目的基因是否表達出相應蛋白質，應采取 技術。目的基因導入組織細胞后，通過 技術培育出青蒿幼苗。

Answer 1

【答案】

（1）DNA雙鏈復制

（2）230 cDNA文庫（或部分基因文庫） 不同

（3）SmaⅠ會破壞質粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因（答對一個即得分）

RNA聚合酶

（4）抗原抗體雜交技術 植物組織培養（1分）

【解析】

（1）PCR擴增原理是DNA雙鏈復制。

（2）DNA復制是指數級增加的，擴增了30次，理論上應有230 個DNA分子。該雙鏈與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群就叫做青蒿的cDNA文庫。獲得的cDNA與青蒿細胞中該基因堿基序列不同，因為cDNA文庫中沒有基因的內含子。

（3）由圖分析可知用圖中的質粒和外源DNA構建重組質粒，不能使用SmaⅠ切割，因為SmaⅠ會破壞質粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因。啟動子是RNA聚合酶的識別和結合位點，是一段特殊的DNA序列。

（4）檢測目的基因是否表達出相應蛋白質，應采取抗原-抗體雜交技術。目的基因導入組織細胞后應通過植物組織培養技術培養出青蒿幼苗，利用的原理是植物細胞的全能性。