Question

【題目】非洲豬瘟是由非洲豬瘟病毒感染家豬和各種野豬引起的一種急性、出血性、烈性傳染病。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，非洲豬瘟的病毒是一種雙鏈DNA病毒，病毒表面的A蛋白為主要抗原。研制預(yù)防非洲豬瘟病毒疫苗簡要的操作流程如下：

（1）科學(xué)家研制疫苗的理論依據(jù)是______________________

（2）要獲得大量的A基因，通常采用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增，前提是要有一段已知的A基因核苷酸序列，原因是_______________________。在操作步驟中需要加熱至90~95℃的目的是_______________________。

（3）步驟②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中必需有標(biāo)記基因，其作用是________________。為檢測(cè)受體細(xì)胞是否合成A蛋白，可以采用__________________的方法。

（4）若要高效地獲得A蛋白，通常選用大腸桿菌作為受體細(xì)胞。因?yàn)榇竽c桿菌具有___________________（答出兩點(diǎn)即可）等優(yōu)點(diǎn)。在導(dǎo)入基因表達(dá)載體時(shí)常用____________處理大腸桿菌。

Answer 1

【答案】不同生物的基因的基本單位和雙螺旋結(jié)構(gòu)相同，一切生物共用一套遺傳密碼 PCR需要合成特定的引物，根據(jù)已知核苷酸序列來設(shè)計(jì)并合成引物 使DNA雙鏈變性成為單鏈 鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞 抗原-抗體雜交 繁殖速度快；易培養(yǎng)；生成成本低等 CaCl2溶液

【解析】

PCR技術(shù)的反應(yīng)流程：在高溫下（如95℃），作為模板的雙鏈DNA解旋成單鏈DNA；反應(yīng)體系溫度降低時(shí)（如55℃），引物與模板的單鏈DNA的特定互補(bǔ)部位相配對(duì)和結(jié)合；反應(yīng)體系溫度回升時(shí)（如72℃），DNA聚合酶以目的基因?yàn)槟０澹瑢?/span>4種脫氧核糖核苷酸逐個(gè)按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則連接在引物之后，使合成的新鏈延伸，形成互補(bǔ)的DNA雙鏈。如此進(jìn)行多個(gè)循環(huán)，可以有選擇地大量擴(kuò)增需要的DNA片段。

（1）由題圖可知，研制預(yù)防非洲豬瘟病毒疫苗過程為：將編碼A蛋白的基因與載體構(gòu)建成A基因表達(dá)載體，并將A基因表達(dá)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，讓其在受體細(xì)胞中表達(dá)，產(chǎn)生A蛋白。該過程依據(jù)的理論依據(jù)是不同生物的基因的基本單位和雙螺旋結(jié)構(gòu)相同，一切生物共用一套遺傳密碼。

（2）PCR技術(shù)需要引物、模板、Taq酶和四種游離的脫氧核苷酸。采用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增獲得大量的A基因的前提是A基因核苷酸序列是已知，原因是PCR技術(shù)需要引物，根據(jù)已知核苷酸序列才能設(shè)計(jì)并合成引物。在操作步驟中需要加熱至90~95℃的目的是使作為模板的雙鏈DNA解旋成單鏈DNA。

（3）為了鑒別和篩選含有目的基因的細(xì)胞，步驟②所構(gòu)建的基因表達(dá)載體中必需有標(biāo)記基因。為檢測(cè)受體細(xì)胞是否合成A蛋白，可以用相應(yīng)的抗體進(jìn)行抗原一抗體雜交，若有雜交帶出現(xiàn)，表明受體細(xì)胞成功合成A蛋白。

（4）在工程菌的培育過程中選擇大腸桿菌作為受體細(xì)胞是因?yàn)榇竽c桿菌具有易培養(yǎng)、繁殖速度快、成成本低等優(yōu)點(diǎn)。在導(dǎo)入基因表達(dá)載體時(shí)常用Ca2+處理大腸桿菌，使大腸桿菌細(xì)胞處于感受態(tài)。然后將重組表達(dá)載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態(tài)細(xì)胞混合，在一定的溫度下促進(jìn)感受態(tài)細(xì)胞吸收DNA分子，完成轉(zhuǎn)化過程。