Question

青蒿素是最有效的抗疟药之一，但野生黄花蒿青蒿素产量低。研究人员利用基因工程技术培育出高产的转基因黄花蒿。回答下列问题：

（1）从1953年沃森和克里克揭示出____________结构，到这种物质能在体外拼接，仅用了20年时间。

（2）青蒿素合成途径存在两种关键酶——紫穗槐二烯合酶和青蒿酸合成酶。研究人员从黄花蒿的cDNA文库中获取了这两种关键酶的基因，在对它们进行PCR扩增时，向反应体系中加入的物质中，除了模板不同，_____________也应不同。

（3） 要使从cDNA 文库中获取的目的基因在受体细胞中稳定的表达，需要构建___________，而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是获取的目的基因没有其表达所需要的_______________和终止子。要通过蛋白质工程获得活性更高的酶，需根据设计蛋白质的结构推测_______________序列，确定相对应的脱氧核苷酸序列后再经基因合成或_______________获得所需的基因。

（4）有科学家成功培育出能生产青蒿素的转基因酵母菌。利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势主要有_______________

Answer

DNA双螺旋 引物(对） 基因表达的载体 启动子 氨基酸 基因修饰 繁殖快，易培养，成本低，可以工业化生产，生产不受季节、气候、地域限制

【解析】

本题考查了基因工程的基础知识，是近几年高考试题中出现频率较高的，同时还联系了最新的生物学发展——获诺贝尔奖的中国科学家屠呦呦发现的抗疟药物青蒿素。基因工程的工具酶是限制酶与DNA连接酶，限制酶只要是识别特定的碱基序列，限制酶主要是从原核细胞中提取的，DNA连接酶主要用于基因表达载体的构建，构建的重组质粒上必须具有目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点；将目的基因导入不同生物采用不同的方法，其中导入植物细胞常用的方法是农杆菌转化法。

（1）1951～1953年间，美国科学家沃森和英国生物学家克里克合作，提出了DNA分子的双螺旋结构学说，使生物学的研究进入到分子生物学阶段，从揭示DNA双螺旋到这种物质能在体外拼接，仅用了20年时间。

（2）利用PCR技术扩增DNA时，所加入的模板、引物都是不同的。

（3）基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，包括以下几个环节：目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。其中基因表达载体的构建是核心步骤，要使目的基因在受体细胞中稳定的表达，需要构建基因表达的载体，而不能直接将目的基因导入受体细胞，原因是获取的目的基因没有其表达所需要的启动子和终止子。蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，因此，要对蛋白质的结构进行设计改造，最终还必须通过基因工程来完成，因此得活性更高的酶，需根据设计蛋白质的结构推测氨基酸序列，确定相对应的脱氧核苷酸序列后再经基因合成或基因修饰获得所需的基因。

（4）利用转基因酵母菌生产青蒿素的优势主要有繁殖快，易培养，成本低，可以工业化生产，生产不受季节、气候、地域限制。