Question

5．青蒿素是从青蒿植物细胞中提取的一种代谢产物，是目前世界上最有效的治疗疟疾的药物．为高效的生产青蒿素，科研人员从各种技术手段中进行探索：
（1）FPP是合成青蒿素必需的前体物质，在青蒿细胞和酵母细胞中都存在，ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿细胞中．生物合成青蒿素的过程如图1：

科研发现酵母的生长代谢速率较青蒿要高得多，若利用转基因技术培育能产生青蒿素的酵母细胞，理论上还需要向酵母细胞中导入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因等基因，获得以上基因的方法有：从基因文库中获取，利用PCR技术扩增．要实现这一过程需要借助限制酶
DNA连接酶（工具酶）来构建基因表达载体，所构建的基因表达载体中应该含有启动子，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA．
（2）某科研小组在野外偶尔发现一株青蒿植物的突变株，突变株产生青蒿素的量较普通的青蒿植物要多，因此可通过植物组织培养技术迅速获得大量的突变株，该技术依据的原理是植物细胞的全能性．培养流程如图2：A过程是脱分化培养，其结果产生愈伤组织，B过程是再分化培养．A、B过程都需要合理匹配生长素和细胞分裂素两类植物激素的比例．试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因的选择性表达的结果．

Answer 1

分析 1、PCR技术扩增目的基因的原理是DNA双链复制．过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成．
2、基因工程的基本操作步骤主要包括四步：①目的基因的获取；②基因表达载体的构建；③将目的基因导入受体细胞；④目的基因的检测与鉴定．

解答 解：（1）根据题意和图示分析可知：若利用转基因技术培育能产生青蒿素的酵母细胞，理论上还需要向酵母细胞中导入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因等基因，获得以上目的基因的方法有：从基因文库中获取，利用PCR技术扩增．并借助限制酶和DNA连接酶来构建基因表达载体，所构建的基因表达载体中应该含有启动子，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了RNA聚合酶，才能驱动基因转录出mRNA．
（2）在野外偶尔发现一株产生青蒿素的量较普通的青蒿植物要多的青蒿植物的突变株，所以可利用植物细胞的全能性，通过植物组织培养技术迅速获得大量的突变株．根据题意和图2分析可知：A过程是脱分化，其结果产生愈伤组织，B过程是再分化．A、B过程都需要合理匹配生长素和细胞分裂素两类植物激素的比例．试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因的选择性表达的结果，属于分化现象．
故答案为：
（1）ADS酶基因和CYP71AV1酶基因     基因文库  PCR技术  限制酶   DNA连接酶    RNA聚合酶
（2）植物组织培养      植物细胞的全能性  脱分化  愈伤组织  再分化  生长素和细胞分裂素     基因的选择性表达

点评 本题考查基因工程和植物组织培养等知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤及应用，掌握各操作步骤中的方法及相关事项；识记植物组织培养技术的原理、条件及应用，能结合所学的知识答题，属于考纲识记层次的考查．