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(jiǎng)。寄生于人體細(xì)胞內(nèi)的瘧原蟲是瘧疾的病原體�？茖W(xué)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(jìn)行基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)該植株控制青蒿素合成相關(guān)的一種關(guān)鍵酶的基因發(fā)生了突變。

（1）如果用高產(chǎn)青蒿關(guān)鍵酶基因的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的cDNA片段與載體連接后儲(chǔ)存在一個(gè)受體菌群中，這個(gè)受體菌群叫做青蒿的___________；獲得的cDNA與青蒿細(xì)胞中該基因堿基序列_________(填“相同”或“不同”）。在提取RNA時(shí)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?qū)�人普通青蒿之前，先�?gòu)建基因表達(dá)載體，圖1、2中箭頭表示相關(guān)限制酶的酶切位點(diǎn)。請(qǐng)回答：

用圖中的質(zhì)粒和外源DNA構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)不能使用Sma Ⅰ切割，原因是__________。構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)，在其目的基因前需要添加特定的啟動(dòng)子，啟動(dòng)子的作用是________________。

（3）基因表達(dá)載體導(dǎo)入組織細(xì)胞后，要通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出青蒿幼苗，該技術(shù)的關(guān)鍵步驟是_____________。鑒定該基因工程是否成功還要進(jìn)行____________實(shí)驗(yàn)，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(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn) 脫分化和再分化 接種 瘧原蟲營(yíng)寄生生活

【解析】試題分析：熟記并理解DNA重組技術(shù)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(guān)基礎(chǔ)知識(shí)、形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上從題圖中提取信息并結(jié)合題意作答。

(1)用高產(chǎn)青蒿關(guān)鍵酶基因的mRNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的cDNA片段與載體連接后儲(chǔ)存在一個(gè)受體菌群中，這個(gè)受體菌群叫做青蒿的cDNA文庫(或部分基因文庫）。由關(guān)鍵酶基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA沒有與關(guān)鍵酶基因的非編碼區(qū)和內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的片段，所以獲得的cDNA與青蒿細(xì)胞中該基因堿基序列不同。在提取RNA時(shí)，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(zhì)粒的抗生素抗性基因和目的基因中均存在SmaⅠ的識(shí)別位點(diǎn)。若使用Sma Ⅰ切割質(zhì)粒和外源DNA，則會(huì)破壞質(zhì)粒的抗性基因及外源DNA中的目的基因，因此構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)不能使用SmaⅠ切割。啟動(dòng)子的作用是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合位點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。

(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的關(guān)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(jìn)行接種實(shí)驗(yàn)，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(yíng)寄生生活。