Question

10．我國科學家屠呦呦及其團隊從青蒿中分離出青蒿素用于瘧疾的治療，這一措施至今挽救了全球數(shù)百萬人的生命．青蒿中青蒿素的含量很低，科研工作者一直致力于提高青蒿素含量的研究．某研究小組給青蒿轉入青蒿素合成的關鍵基因fps，通過該基因的過量表達來提高青蒿素的產(chǎn)量．請回答相關問題．
（1）提取青蒿的總RNA，在逆轉錄酶作用下獲得青蒿的cDNA．
（2）根據(jù)基因fps的編碼序列設計特定的引物對，通過PCR得到目的基因，然后構建含有fps基因的表達載體．為了便于篩選，表達載體中應含有標記基因．
（3）將表達載體導入農(nóng)桿菌細胞中，用此農(nóng)桿菌侵染無菌青蒿苗葉片，培養(yǎng)侵染后的葉片獲得幼苗．培養(yǎng)過程中細胞發(fā)生的主要變化是細胞分裂和細胞分化．
（4）將獲得的22株生長健壯的轉基因青蒿苗移栽到大田里，待其生長到現(xiàn)蕾期后收獲植株地上部分，測定青蒿素的含量，得到的結果如圖所示：
測定結果顯示，轉基因青蒿植株中青蒿素含量最多約是對照組的2倍．不同植株中青蒿素的含量有很大差異，這可能是由于T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置，使外源基因的表達效率不同引起的．

Answer 1

分析 1、基因工程的基本操作步驟主要包括四步：①目的基因的獲�。虎诨�因表達載體的構建；③將目的基因?qū)�入受體細胞；④目的基因的檢測與鑒定．
2、農(nóng)桿菌特點：易感染雙子葉植物和裸子植物，對單子葉植物沒有感染力；Ti質(zhì)粒的T-DNA可轉移至受體細胞，并整合到受體細胞的染色體上．
轉化過程：目的基因插人Ti質(zhì)粒的T-DNA上→農(nóng)桿菌→導入植物細胞→目的基因整合到植物細胞染色體上→目的基因的遺傳特性得以穩(wěn)定維持和表達．

解答 解：（1）以RNA為模板合成DNA的過程為逆轉錄過程，該過程需要逆轉錄酶的催化．
（2）根據(jù)基因fps的編碼序列設計引物，通過PCR擴增技術得到目的基因，然后構建含有fps基因的表達載體．基因表達載體上必須要有標記基因，作用是鑒定和篩選含有目的基因的受體細胞．
（3）離體葉片獲得幼苗，必須通過植物的組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)成再生植株，該過程需要要經(jīng)過脫分化和再分化，即培養(yǎng)過程中細胞發(fā)生的主要變化是細胞分裂和細胞分化．
（4）據(jù)圖分析，對照組青蒿素含量為5mg/千克，第22株轉基因青蒿苗中青蒿素含量最多，為10mg/千克左右，大約是對照組的2倍．由圖可知，不同植株中青蒿素的含量不同，這可能是由于T-DNA整合到青蒿基因組的不同位置，使外源基因的選擇性表達的結果引起的．
故答案為：
（1）逆轉錄
（2）特定的引物對   PCR    標記基因
（3）細胞分裂    細胞分化
（4）2    有很大差異    表達效率不同

點評 本題考查了基因工程的相關知識，要求考生能夠識記基因工程的操作步驟以及操作工具；明確農(nóng)桿菌轉化法在植物基因工程中的應用；并能夠掌握植物組織培養(yǎng)技術的過程等知識．