Question

【题目】2019年6月17日，新华社发布《屠呦呦团队放“大招”：“青蒿素抗药性”等硏究获新突破》，屠呦呦团队近期提出应对“青蒿素抗药性”难题切实可行的治疗方案，并在“青蒿素治疗红斑狼疮等适应症”方面取得新进展。某课题组为得到青蒿素产量高的新品系，让青蒿素合成过程的某一关键酶基因fps在野生青蒿素中过量表达，其过程图如下：

回答下列问题：

（1）酶1和酶2分别是__________________和__________________。。利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是加热至90~95℃，目的是为了破坏DNA分子中的_________键。

（2）在构建重组质粒的过程中，需将目的基因插入到质粒的__________________中，在目的基因前需要添加特定__________________。重组质粒上有四环素抗性基因，质粒转入农杆菌后，需要利用含有四环素的培养基对农杆菌进行初步筛选，原因是_____________________________。

（3）据过程图分析，农杆菌的作用是________________________________。判断该课题组的研究目的是否达到，必须检测转基因青蒿素植株中的___________________________。

Answer 1

【答案】逆转录酶 限制性核酸内切酶 氢 T-DNA 启动子 在重组质粒导入到农杆菌的过程中，可能有部分农杆菌中导入的不是重组质粒，而是普通质粒 农杆菌可感染植物，将目的基因转移到受体细胞中 青蒿素产量

【解析】

基因工程技术的基本步骤：

（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。

（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。

（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞最有效的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法。

（4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：

①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因--DNA分子杂交技术；

②检测目的基因是否转录出了mRNA--分子杂交技术；

③检测目的基因是否翻译成蛋白质--抗原-抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。

（1）据图示可知，酶1促进逆转录的过程，故为逆转录酶，酶2用于切割目的基因和质粒，故为限制性核酸内切酶；利用PCR技术扩增目的基因时，使反应体系中的模板DNA解链为单链的条件是加热至90-95℃，目的是破坏了DNA分子中的氢键。

（2）构建重组Ti质粒的过程中，需将目的基因插入到Ti质粒的T-DNA中；在目的基因前需要添加特定启动子；重组质粒上有四环素抗性基因，质粒转入农杆菌后，需要利用含有四环素的培养基对农杆菌进行初步筛选，原因是在重组质粒导入到农杆菌的过程中，可能有部分农杆菌中导入的不是重组质粒，而是普通质粒。

（3）将目的基因导入植物细胞中常用的方法是农杆菌转化法，由图可知，农杆菌的作用是感染植物，将目的基因转移到受体细胞中；判断该课题组的研究目的是否达到，必须检测转基因青蒿植株中的青蒿素产量，若产量增高，则说明达到了目的。