Question

9．我国科学家屠呦呦因在青蒿素方面的研究获2015年诺贝尔生理医学奖．菊科植物青蒿中所含的青蒿素是目前治疗疟疾的新型特效药．研究者做了相关的实验研究如表．
Ⅰ．从青蒿中提取青蒿素，相关实验数据如表1和表2所示．
表1：

生长期	采集时间	青蒿素含量（mg/g）
成苗期	5月13日	1.611
	6月13日	2.933
生长盛期	7月13日	4.572
	8月13日	5.821
花期	9月13日	3.821
果期	9月13日	3.198

表2：

	青蒿素含量（mg/g）
	7月13日	7月23日	8月13日
根部	0.699（晒干）	1.048（晒干）	1.487（晒干）
	0.340（烘干）	0.719（烘干）	0.993（烘干）
茎部	未测得	0.108（晒干）	0.096（晒干）
		0.086（烘干）	0.022（烘干）
老叶（叶龄21天）	3.609（晒干）	4.018（晒干）	4.269（晒干）
	2.256（烘干）	2.705（烘干）	3.951（烘干）
新叶（叶龄7天）	4.572（晒干）	4.654（晒干）	5.821（晒干）
	3.486（烘干）	3.692（烘干）	4.585（烘干）

（1）提取青蒿素应选取的最佳青蒿材料是生长盛期的新叶．据表1和表2分析，实验一的实验目的包括ABC．

A．不同生长期青蒿中的青蒿素含量	B．不同青蒿组织中的青蒿素含量
C．不同干燥方式对青蒿素提取的影响	D．不同日照时长对青蒿素含量的影响

II．青蒿素为青蒿植株的代谢产物，其化学本质是一种萜类化合物，其生物合成途径如图1所示．正常青蒿植株的青蒿素产量很低，难以满足临床需求，科学家为了提高青蒿素产量，将棉花中的FPP合成酶基因导入了青蒿植株并让其成功表达，获得了高产青蒿植株，过程如图2所示．

（1）研究人员从棉花基因文库中获取FPP合酶基因后，可以采用PCR技术对该目的基因进行大量扩增，该技术除了需要提供模板和游离的脱氧核苷酸外，还需要提供引物、热稳定的DNA聚合酶等条件．
（2）图2中的①为基因表达载体．
（3）由题意可知，除了通过提高FPP的含量来提高青蒿素的产量外，还可以通过哪些途径来提高青蒿素的产量？抑制SQS基因的表达（或增强ADS基因的表达）（试举一例）．

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：Ⅰ（1）分析表格可知，生长盛期的新叶中青蒿素含量较高，为提取青蒿素的最佳青蒿材料．据表1和表2分析，实验一的实验目的包括：不同生长期青蒿中的青蒿素含量、不同青蒿组织中的青蒿素含量以及不同干燥方式对青蒿素提取的影响，实验中未涉及不同日照时长对青蒿素含量的影响．
Ⅱ（1）PCR技术可在体外快速扩增目的基因，PCR的条件：模板（目的基因）、原料（四种脱氧核苷酸）、引物、热稳定DNA聚合酶（Taq酶）．
（2）图2中的①为构建的基因表达载体（重组质粒）．
（3）据图分析可知，FPP在ADS基因的表达的情况下，生成青蒿素，或者抑制SQS基因的表达，降低FPP生成其他萜类化合物的量．因此要提高青蒿素的产量，可以通过抑制SQS基因的表达（或增强ADS基因的表达）这些途径．
故答案为：
Ⅰ（1）生长盛期的新叶      ABC
II（1）PCR       引物        热稳定的DNA聚合酶
（2）基因表达载体
（3）抑制SQS基因的表达（或增强ADS基因的表达）

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．