Question

【題目】I.2014年，上映了《超凡蜘蛛俠2》。電影中，“蜘蛛俠”能產(chǎn)生高強度的蜘蛛絲，現(xiàn)實中的基因工程也創(chuàng)造出了“蜘蛛羊”，該羊的乳汁中含有蛛絲蛋白，高強度的蛛絲蛋白可用于許多重要的特種工業(yè)領(lǐng)域。請回答：

（1）為保證實驗成功，產(chǎn)生蛛絲蛋白的基因需要從________（基因組/ cDNA）文庫中獲取，并與________等調(diào)控組件重組在一起，然后與載體相連構(gòu)建成為表達載體；再將表達載體導(dǎo)入羊的受精卵細胞獲得重組細胞。

（2）將獲得的重組細胞培養(yǎng)成早期胚胎后，再移植到同種且_________與供體相同的動物體內(nèi)，受體對外來胚胎基本上不發(fā)生_________。若需要一次產(chǎn)生兩頭轉(zhuǎn)基因“蜘蛛羊”，可將早期胚胎進行________處理。

II.2015年，中國女科學(xué)家屠呦呦獲得諾貝爾獎，她研制的抗瘧藥青蒿素在非洲挽救了數(shù)百萬人的生命。研究人員已經(jīng)弄清了青蒿細胞中青蒿素的合成途徑（如圖中實線方框內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細胞也能夠產(chǎn)生合成青蒿素的中間產(chǎn)物FPP（如圖中虛線方框內(nèi)所示）．結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題：

（1）從上圖看出，欲獲得FPP合成酶基因，可從青蒿素細胞中分離到相應(yīng)的_____________，再經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生互補DNA，這樣得到的目的基因，利用__________技術(shù)在體外擴增。

（2）根據(jù)圖示代謝過程，科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導(dǎo)入上圖中的__________基因。

（3）還可以通過植物細胞工程技術(shù)，利用青蒿的葉肉細胞脫分化為具有分生能力的薄壁細胞進而形成植物的_________，再從中提取青蒿素，實現(xiàn)青蒿素的工廠化生產(chǎn)。植物組織培養(yǎng)要在________和人工控制條件下培養(yǎng)。

Answer 1

【答案】I.

（1）cDNA 羊的乳腺蛋白基因的啟動子

（2）生理狀態(tài) 免疫排斥 胚胎分割

II.

（1）mRNA PCR

（2）ADS酶基因和CYP71AV1酶基因

（3）愈傷組織 無菌

【解析】

I.（1）cDNA文庫是利用mRNA反轉(zhuǎn)錄獲得的，除去了基因結(jié)構(gòu)中內(nèi)含子的干擾，實驗容易成功．為讓目的基因在羊的乳汁中表達，應(yīng)在目的基因前加上羊的乳腺蛋白基因的啟動子，構(gòu)建成表達載體。（2）胚胎移植時，要對受體進行同期發(fā)情處理，這樣可以為胚胎移植入受體子宮提供相同的生理狀態(tài)，受體對外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥。早期胚胎的培養(yǎng)中，除基本營養(yǎng)成分外，還需要添加動物血清．使用胚胎分割移植技術(shù)，可一次產(chǎn)生兩頭轉(zhuǎn)基因“蜘蛛羊”。

II. （1）要FPP合成酶基因，可從青蒿素細胞中分離到相應(yīng)的mRNA，通過反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生互補DNA，才利用PCR技術(shù)，在體外大量復(fù)制。

（2）由圖可知，酵母細胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，故需要向酵母細胞中導(dǎo)入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因。

（3）青蒿的葉肉細胞脫分化形成的是愈傷組織，再從中提取青蒿素，實現(xiàn)青蒿素的工廠化生產(chǎn)。植物組織培養(yǎng)要嚴格無菌操作。