Question

【題目】將動(dòng)物致病菌的抗原基因?qū)�入馬鈴薯制成植物疫苗，飼喂轉(zhuǎn)基因馬鈴薯可使動(dòng)物獲得免疫力。以下是與植物疫苗制備過程相關(guān)的圖和表。請根據(jù)以下圖表回答下列問題。

限制酶	Alu	EcoRI	PstI	SmaI
切割位點(diǎn)	AG↓CT	G↓AATTC	CTGCA↓G	CCC↓GGG
	TC↑GA	CTTAA↑G	G↑ACGTC	GGG↑CCC

(1)一個(gè)圖1中所示的質(zhì)粒S經(jīng)EcoRI和SmaI切割后，形成的片段最多含有______個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。若對圖1中的質(zhì)粒S進(jìn)行改造，插入的SmaI酶切位點(diǎn)越多，則質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性越______。

(2)在采用常規(guī)PCR方法擴(kuò)增目的基因的過程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物體內(nèi)的DNA聚合酶，其最主要的特點(diǎn)是__________________________。

(3)PCR過程中設(shè)計(jì)一對與含有抗原基因DNA片段兩端序列互補(bǔ)配對的引物(引物1和引物2稱為引物對)，為方便構(gòu)建重組質(zhì)粒，在引物中需要增加適當(dāng)?shù)?/span>______位點(diǎn)。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間形成__________而造成引物1與引物2相結(jié)合。

(4)重組質(zhì)粒T(基因表達(dá)載體)的組成有：目的基因、啟動(dòng)子、___________、___________、復(fù)制原點(diǎn)，啟動(dòng)子的作用是____________。外源基因進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)并且維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為_______________。

(5)對符合設(shè)計(jì)要求的重組質(zhì)粒T進(jìn)行酶切，假設(shè)所用的酶均可將識(shí)別位點(diǎn)完全切開，根據(jù)圖1中標(biāo)示的酶切位點(diǎn)和表2所列的識(shí)別序列，如果采用EcoRⅠ、AluⅠ和PstⅠ酶切，會(huì)得到_________種DNA片段。

(6)抗原基因能否在馬鈴薯體內(nèi)穩(wěn)定維持和表達(dá)的關(guān)鍵是_____________，這需要通過檢測才能知道，檢測采用的方法是____________________________。

Answer 1

【答案】4 大 耐高溫 限制酶識(shí)別 堿基互補(bǔ)配對 終止子 標(biāo)記基因 RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄開始 轉(zhuǎn)化 2 馬鈴薯DNA上是否插入目的基因 DNA分子雜交技術(shù)

【解析】

PCR技術(shù)是在體外對DNA進(jìn)行擴(kuò)增，所用的DNA聚合酶與體內(nèi)DNA聚合酶不同，是耐高溫的DNA聚合酶，過程為變性使DNA分子兩條鏈鈖旋開來，復(fù)性是讓引物與DNA解旋開來的單鏈互補(bǔ)配對，延伸是在DNA聚合酶的作用在引物引導(dǎo)下合成子代DNA分子，耐高溫的DNA分子中通常含有G與C堿基比例大，因?yàn)樗鼈冎�間形成三個(gè)氫鍵，而A與T之間只有兩個(gè)氫鍵。

（1）質(zhì)粒是雙鏈的環(huán)狀DNA分子，質(zhì)粒S經(jīng)EcoRI和SmaI切割后，最多形成4個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。DNA分子中，C與G之間有三個(gè)氫鍵，A與T之間有兩個(gè)氫鍵，所以C與G含量越多，DNA分子的熱穩(wěn)定性越高．由表中信息可知，SmaⅠ的識(shí)別序列為CCCGGG，酶切位點(diǎn)在C與G之間，因此插入的SmaⅠ酶切位點(diǎn)越多，質(zhì)粒的熱穩(wěn)定性將越高。

（2）PCR方法擴(kuò)增目的基因的過程中，需要進(jìn)行高溫解鏈過程，因此使用的DNA聚合酶最主要的特點(diǎn)是要具有耐高溫的特性。

（3）在重組質(zhì)粒的構(gòu)建過程中，可在引物中適當(dāng)增加限制酶識(shí)別位點(diǎn)，這樣更有利于重組質(zhì)粒的構(gòu)建。設(shè)計(jì)引物時(shí)需要避免引物之間堿基互補(bǔ)配對。

（4）重組質(zhì)粒的組成包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因和復(fù)制原點(diǎn)，其中啟動(dòng)子是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄開始。外源基因進(jìn)入馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)并且維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程稱為轉(zhuǎn)化。

（5）EcoRⅠ酶和AluⅠ酶切割抗原DNA片段產(chǎn)生了X、Y兩個(gè)片段，EcoRI酶和SmaI酶切割質(zhì)粒產(chǎn)生了M、N兩個(gè)片段，且M、N片段之間存在PstⅠ酶切點(diǎn)，因此采用EcoRⅠ、AluⅠ和PstⅠ酶切，保留了PstⅠ的切割位點(diǎn)，因此可以得到2種DNA分子。

（6）目的基因能在受體細(xì)胞穩(wěn)定維持和表達(dá)的關(guān)鍵是馬鈴薯DNA上是否插入目的基因，這可以通過DNA分子雜交技術(shù)進(jìn)行檢測。