Question

【題目】2020年4月12日，由軍事科學(xué)院陳薇院士團(tuán)隊(duì)牽頭研發(fā)的創(chuàng)新型重組疫苗產(chǎn)品——重組新冠病毒（腺病毒載體）疫苗正式在武漢開始受試者接種試驗(yàn)。腺病毒也會(huì)引起人類呼吸系統(tǒng)等不適，但只要不是免疫缺陷者，一般不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，可以被當(dāng)做沒有殺傷力的載體，將其一部分基因替換成新冠病毒的刺突糖蛋白S蛋白基因就可以得到重組病毒，然后接種于人體后就能達(dá)到類似接種牛痘病毒預(yù)防天花的效果。

注：A、B、C、D是引物，箭頭是延伸方向

（1）圖中是新冠病毒S蛋白基因可用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增，PCR技術(shù)的原理是___________，需經(jīng)過變性→_______→延伸→重復(fù)過程，其中子鏈延伸需要引物，引物會(huì)與________結(jié)合，此處應(yīng)該選用的引物種類是___________（用圖中字母作答）。

（2）新冠病毒S蛋白基因和載體重組時(shí)需要的一種工具酶是___________，與限制性核酸內(nèi)切酶相比，它對(duì)所重組的DNA兩端堿基序列_____（填“有”或“無”）專一性要求。

（3）病毒基因表達(dá)依賴啟動(dòng)子，它是__________片段，位于基因的首端，是________識(shí)別和結(jié)合的部位，有了它才能驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。

Answer 1

【答案】DNA雙鏈復(fù)制 復(fù)性 單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列 A、D DNA連接酶 無 一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA RNA聚合酶

【解析】

PCR一般要經(jīng)歷三十多次循環(huán)，每次循環(huán)可分為變性、復(fù)性、延伸三步。在循環(huán)之前，常需要進(jìn)行一次預(yù)變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。

PCR過程為:

變性，當(dāng)溫度上升到90 ℃以上時(shí)，氫鍵斷裂，雙鏈DNA解旋為單鏈。

復(fù)性，當(dāng)溫度降低到50℃左右是，兩種引物通過堿基互補(bǔ)配對(duì)與兩條單鏈DNA結(jié)合。

延伸，溫度上升到72 ℃左右，溶液中的四種脫氧核苷酸，在DNA聚合酶的作用下，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成新的DNA鏈。

基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等；啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的位點(diǎn)；終止子相當(dāng)于一盞紅色信號(hào)燈，使轉(zhuǎn)錄在所需要的地方停止下來。

（1）圖中是新冠病毒S蛋白基因可用PCR技術(shù)體外擴(kuò)增，PCR技術(shù)是根據(jù)DNA雙鏈復(fù)制的原理在體外完成的，需經(jīng)過變性→復(fù)性→延伸→重復(fù)過程，其中子鏈延伸需要引物，引物會(huì)與單鏈相應(yīng)互補(bǔ)序列通過氫鍵結(jié)合，根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再結(jié)合DNA復(fù)制方向只在引物的3’端開始延伸的特點(diǎn)可推測(cè)，此處應(yīng)該選用的引物種類是A、D，這樣就能通過PCR技術(shù)獲得引物之間的DNA序列。

（2）構(gòu)建新冠病毒S蛋白基因的表達(dá)載體時(shí)，需要用的DNA連接酶，該酶與限制性核酸內(nèi)切酶相比，對(duì)要實(shí)現(xiàn)重組的DNA兩端堿基序列無專一性要求，如T4DNA連接酶既能將雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端連接起來，也能將雙鏈DNA的平末端連接起來。

（3）病毒基因表達(dá)依賴啟動(dòng)子，它是位于基因首端的一段特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，RNA聚合酶能識(shí)別并結(jié)合在該部位，而后驅(qū)動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄出mRNA。