Question

15．青蒿素主要從青蒿植株的地上部分提取而來，是最有效的抗瘧藥之一，最新研究表明，青蒿素還可用于糖尿病的治療．研究人員利用基因工程培育出高產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因青蒿．
（1）青蒿的cDNA文庫，是以從青蒿細(xì)胞中提取的mRNA為模板，通過反轉(zhuǎn)錄（方法）建立起來的．青蒿的cDNA文庫否（是/否）含有青蒿基因組中的全部基因嗎？
（2）研究人員從青蒿的cDNA文庫中獲取了合成青蒿素所需的兩種關(guān)鍵酶的基因．在對這兩個(gè)目的基因分別進(jìn)行PCR時(shí)，向反應(yīng)體系中加入Taq酶等物質(zhì)中，除了模板不同，引物（對）也肯定不同．
（3）構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)在兩個(gè)目的基因的首端和尾端分別安插上啟動(dòng)子和終止子，使目的基因能夠轉(zhuǎn)錄（或表達(dá)）．構(gòu)建好的目的基因表達(dá)載體一般通過農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法而導(dǎo)入到青蒿細(xì)胞中，最終獲得轉(zhuǎn)基因植株．
（4）有人另辟蹊徑，成功培育出能生產(chǎn)青蒿素的轉(zhuǎn)基因酵母菌．試指出利用轉(zhuǎn)基因酵母菌生產(chǎn)青蒿素的兩點(diǎn)優(yōu)勢：酵母菌繁殖快，易培養(yǎng)，成本低，可以工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候、地域限制．
（5）操作過程中需要用限制酶EcoRⅤ、MboⅠ單獨(dú)或聯(lián)合切割同一種質(zhì)粒，得到的DNA片段長度如圖（1kb 即1000個(gè)堿基對），請?jiān)谥苯釉谙聢D的質(zhì)粒上畫出EcoRⅤ、MboⅠ的切割位點(diǎn)． 

Answer 1

分析 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）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(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檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測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．

解答 解：（1）cDNA文庫是以mRNA為模板，通過反轉(zhuǎn)錄的方法建立起來的．cDNA文庫屬于部分基因文庫，其只含有青蒿基因組中的部分基因．
（2）采用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的條件是：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）．因此，對這兩個(gè)目的基因分別進(jìn)行PCR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）基因表達(dá)載體的組成包括啟動(dòng)子、終止子、目的基因和標(biāo)記基因等，因此構(gòu)建表達(dá)載體時(shí)，應(yīng)在兩個(gè)目的基因的首端和尾端分別安插上啟動(dòng)子和終止子，使目的基因能夠表達(dá)．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法．
（4）利用轉(zhuǎn)基因酵母菌生產(chǎn)青蒿素的優(yōu)勢：酵母菌繁殖快、易培養(yǎng)、成本低可以工業(yè)化生產(chǎn)、生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候、地域限制．
（5）根據(jù)圖示，該質(zhì)粒為環(huán)形質(zhì)粒．用限制酶EcoRⅤ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時(shí)，只形成一個(gè)片段，說明該質(zhì)粒上只有1個(gè)限制酶EcoRⅤ的識別位點(diǎn)．用限制酶MboⅠ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時(shí)，形成兩個(gè)片段，說明該質(zhì)粒上有兩個(gè)限制酶MboⅠ的識別位點(diǎn)．用限制酶EcoRⅤ和MboⅠ聯(lián)合切割該質(zhì)粒時(shí)，形成三個(gè)片段，其中有一個(gè)片段的長度與用MboⅠ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時(shí)產(chǎn)生的片段長度相同（2.5kb），另外的兩個(gè)片段是5.5kb和6kb，這說明限制酶EcoRⅤ的切割位點(diǎn)存在于用MboⅠ單獨(dú)切割該質(zhì)粒時(shí)產(chǎn)生的另一片段（11.5kb）上．
故答案為：
（1）mRNA      反轉(zhuǎn)錄     否
（2）引物（對）
（3）啟動(dòng)子  終止子   轉(zhuǎn)錄（或表達(dá)）       農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化
（4）酵母菌繁殖快，易培養(yǎng)，成本低，可以工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候、地域限制
（5）

點(diǎn)評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．