Question

【題目】屠呦呦因發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)一株高產(chǎn)高效植株，進行基因測序發(fā)現(xiàn)該植株控制青蒿素合成相關的一種關鍵酶的基因發(fā)生了突變。

（1）如果用高產(chǎn)青蒿關鍵酶基因的mRNA反轉錄產(chǎn)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(yǎng)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(yǎng)基上培養(yǎng)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(yǎng)過程等相關基礎知識、形成清晰的知識網(wǎng)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(chǎn)青蒿關鍵酶基因的mRNA反轉錄產(chǎn)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(qū)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(yǎng)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(yǎng)基上培養(yǎng)瘧原蟲觀察，其原因是瘧原蟲營寄生生活。