Question

【題目】青蒿素是最有效的抗瘧藥之一，但野生黃花蒿青蒿素產(chǎn)量低。研究人員利用基因工程技術(shù)培育出高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因黃花蒿。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）建立cDNA文庫(kù)是獲取基因的途徑之一。與基因組文庫(kù)相比，cDNA文庫(kù)中的基因數(shù)目_________。

（2）青蒿素合成途徑存在兩種關(guān)鍵酶——紫穗槐二烯合酶（ADS)和青蒿酸合成酶(CYP71AV1)。研究人員從黃花蒿的cDNA文庫(kù)中獲取了兩種關(guān)鍵酶的基因。在對(duì)它們進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)，向反應(yīng)體系中加入的物質(zhì)中，除了模板不同，___________也肯定不同。

（3）若要使上述目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞，原因有______________、____________。檢測(cè)這些酶基因是否轉(zhuǎn)錄采用_______技術(shù)。利用蛋白質(zhì)工程獲得活性更高的酶時(shí)，需根據(jù)所設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)其____________序列，最終確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列并經(jīng)基因合成或____________獲得所需的基因。

（4）有人另辟蹊徑，成功培育出能生產(chǎn)青蒿素的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌。利用大腸桿菌作為受體細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)有_________________。

Answer 1

【答案】少 引物(對(duì)） 目的基因無(wú)表達(dá)所需啟動(dòng)子 目的基因無(wú)表達(dá)所需終止子 分子雜交 氨基酸 基因修飾 繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)少

【解析】

基因工程技術(shù)的基本步驟：

（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫(kù)中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成。

（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等。

（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法。

（4）目的基因的檢測(cè)與鑒定：分子水平上的檢測(cè)：①檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測(cè)目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)；個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等。

（1）由于cDNA文庫(kù)中只含有該植物的基因，而基因組文庫(kù)中含有該植物的全部基因，故兩個(gè)文庫(kù)相比，cDNA文庫(kù)中含有的基因數(shù)目比基因組文庫(kù)中的少。

（2）根據(jù)題意分析，在利用PCR技術(shù)擴(kuò)增兩種目的基因時(shí)時(shí)，向反應(yīng)體系中加入的物質(zhì)中，除了模板不同，引物也肯定不同。

（3）通過(guò)以上方法獲得的目的基因缺少啟動(dòng)子和終止子，因此若要使上述目的基因在受體細(xì)胞中表達(dá)，需要通過(guò)質(zhì)粒載體而不能直接將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞；基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA，可以利用分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)；利用蛋白質(zhì)工程獲得活性更高的酶時(shí)，需根據(jù)所設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)推測(cè)其氨基酸排列順序，最終確定相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列并經(jīng)基因合成或基因修飾獲得所需的基因。

（4）大腸桿菌具有繁殖快、單細(xì)胞、遺傳物質(zhì)相對(duì)少等優(yōu)點(diǎn)，因此常常利用大腸桿菌作為基因工程的受體細(xì)胞。