Question

【題目】屠呦呦因發現青蒿素治療瘧疾的新療法而獲得諾貝爾獎。寄生于人體細胞內的瘧原蟲是瘧疾的病原體。科學家通過紫外線處理大量青蒿幼苗后，偶然發現一株高產高效植株，進行基因測序發現該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）如果用高產青蒿關鍵酶基因的mRNA反轉錄產生的cDNA片段與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群叫做青蒿的___________；獲得的cDNA與青蒿細胞中該基因堿基序列_________(填“相同”或“不同”）。在提取RNA時需要向提取液中添加RNA酶抑制劑，其目的是___________。

（2）將獲得的突變基因導人普通青蒿之前，先構建基因表達載體，圖1、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構建重組質粒時不能使用Sma Ⅰ切割，原因是__________。構建重組質粒時，在其目的基因前需要添加特定的啟動子，啟動子的作用是________________。

（3）基因表達載體導入組織細胞后，要通過植物組織培養技術培育出青蒿幼苗，該技術的關鍵步驟是_____________。鑒定該基因工程是否成功還要進行____________實驗，但是不能直接在培養基上培養瘧原蟲觀察，其原因是__________。

Answer 1

【答案】 cDNA文庫(或部分基因文庫） 不同 防止RNA的降解 Sma Ⅰ會破壞質粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因 RNA聚合酶識別和結合位點 脫分化和再分化 接種 瘧原蟲營寄生生活

【解析】試題分析：熟記并理解DNA重組技術的基本工具、基因工程的基本操作程序、植物組織培養過程等相關基礎知識、形成清晰的知識網絡。在此基礎上從題圖中提取信息并結合題意作答。

(1)用高產青蒿關鍵酶基因的mRNA反轉錄產生的cDNA片段與載體連接后儲存在一個受體菌群中，這個受體菌群叫做青蒿的cDNA文庫(或部分基因文庫）。由關鍵酶基因轉錄形成的mRNA沒有與關鍵酶基因的非編碼區和內含子對應的片段，所以獲得的cDNA與青蒿細胞中該基因堿基序列不同。在提取RNA時，需要向提取液中添加RNA酶抑制劑，其目的是防止RNA的降解。

(2)題圖顯示：質粒的抗生素抗性基因和目的基因中均存在SmaⅠ的識別位點。若使用Sma Ⅰ切割質粒和外源DNA，則會破壞質粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因，因此構建重組質粒時不能使用SmaⅠ切割。啟動子的作用是RNA聚合酶識別和結合位點，驅動基因轉錄出mRNA。

(3)植物組織培養技術的關鍵步驟是脫分化和再分化。鑒定該基因工程是否成功還要進行接種實驗，但是不能直接在培養基上培養瘧原蟲觀察，其原因是瘧原蟲營寄生生活。