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”。科學家開始研究用基因工程培育轉基因高產青蒿素植物。

（1）從黃花蒿獲取與青蒿素合成有關基因后，可以利用PCR技術進行擴增，PCR反應體系中加入的dCTP、dGTP、dATP、dTTP四種物質既可以作為____________又可以提供____________，PCR反應體系中還需要加入精心設計的兩種__________（填“互補”或“不互補”）引物；一個DNA分子3輪復制以后，兩條鏈等長的DNA片段（即目標片段）有_________個。

（2）獲取的目的基因與運載體結合需要的工具酶有_________________________，將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是_________________________，此方法需要把目的基因插入導農桿菌Ti質粒的______________上。

（3）為了進一步節約成本，加快生產青蒿素，請你應用現代生物科學技術，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 農桿菌轉化法 T—DNA 將與青蒿素合成有關的基因導入酵母菌，通過發酵工程（利用酵母菌）生產青蒿素

【解析】【試題分析】

本題結合用基因工程培育轉基因高產青蒿素植物，考查PCR技術、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞等的相關知識。考生可結合題意，根據所學知識對各小題進行分析作答。

（1）dCTP、dGTP、dATP、dTTP四種物質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，也可以為反應提供能量。所以PCR反應體系中加入的dCTP、dGTP、dATP、dTTP四種物質既可以作為原料，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合形成一段小DNA，使引物失效，所以PCR反應體系中加入的兩種引物不互補；根據半保留復制的特點，通過畫示意圖，可知個DNA分子3輪復制以后，兩條鏈等長的DNA片段（即目標片段）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合需要的工具酶有限制酶和DNA連接酶；將目的基因導入植物細胞采用最多的方法是農桿菌轉化法；農桿菌中的Ti質粒的T—DNA（可轉移的DNA）可轉移至受體細胞，并且整合到受體細胞染色體的DNA上，所以用農桿菌轉化法導入目的基因時，需要把目的基因插入導農桿菌Ti質粒的T—DNA上。

（3）為了進一步節約成本，加快生產青蒿素，可將與青蒿素合成有關的基因導入酵母菌，再通過發酵工程（利用酵母菌）生產青蒿素。