Question

【题目】青蒿素对于治疗疟疾有很好的效果，被誉为“中国神药”。科学家开始研究用基因工程培育转基因高产青蒿素植物。

（1）从黄花蒿获取与青蒿素合成有关基因后，可以利用PCR技术进行扩增，PCR反应体系中加入的dCTP、dGTP、dATP、dTTP四种物质既可以作为____________又可以提供____________，PCR反应体系中还需要加入精心设计的两种__________（填“互补”或“不互补”）引物；一个DNA分子3轮复制以后，两条链等长的DNA片段（即目标片段）有_________个。

（2）获取的目的基因与运载体结合需要的工具酶有_________________________，将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是_________________________，此方法需要把目的基因插入导农杆菌Ti质粒的______________上。

（3）为了进一步节约成本，加快生产青蒿素，请你应用现代生物科学技术，提出一个可行的方法：___________________。

Answer 1

【答案】 原料 能量 不互补 2 限制酶和DNA连接酶 农杆菌转化法 T—DNA 将与青蒿素合成有关的基因导入酵母菌，通过发酵工程（利用酵母菌）生产青蒿素

【解析】【试题分析】

本题结合用基因工程培育转基因高产青蒿素植物，考查PCR技术、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞等的相关知识。考生可结合题意，根据所学知识对各小题进行分析作答。

（1）dCTP、dGTP、dATP、dTTP四种物质都是脱氧核糖核苷酸，都是合成DNA的原料。同时，它们所携带的高能磷酸键，也可以为反应提供能量。所以PCR反应体系中加入的dCTP、dGTP、dATP、dTTP四种物质既可以作为原料，又可以提供能量；如果引物的碱基互补了，那么两引物会通过碱基互补配对结合形成一段小DNA，使引物失效，所以PCR反应体系中加入的两种引物不互补；根据半保留复制的特点，通过画示意图，可知个DNA分子3轮复制以后，两条链等长的DNA片段（即目标片段）有2个，如下图所示。

（2）在基因工程的具体操作中，需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割运载体以获取与目的基因相同的黏性末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和运载体。因此获取的目的基因与运载体结合需要的工具酶有限制酶和DNA连接酶；将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法；农杆菌中的Ti质粒的T—DNA（可转移的DNA）可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的DNA上，所以用农杆菌转化法导入目的基因时，需要把目的基因插入导农杆菌Ti质粒的T—DNA上。

（3）为了进一步节约成本，加快生产青蒿素，可将与青蒿素合成有关的基因导入酵母菌，再通过发酵工程（利用酵母菌）生产青蒿素。