Question

【題目】蘿卜的蛋白A具有廣泛的抗植物病菌作用，而且對人體沒有影響。我國科學(xué)家欲獲得高效表達(dá)蛋白A的轉(zhuǎn)基因大腸桿菌作為微生物農(nóng)藥，做了相關(guān)研究。

（1）研究者用_________酶處理蛋白A基因和pET質(zhì)粒，得到重組質(zhì)粒，再將重組質(zhì)粒置于感受態(tài)大腸桿菌細(xì)胞懸液中，獲得轉(zhuǎn)基因大腸桿菌。

（2）檢測發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)入的蛋白A基因在大腸桿菌細(xì)胞中表達(dá)效率很低，研究者推測不同生物對密碼子具有不同的偏好，因而設(shè)計(jì)了與蛋白A基因結(jié)合的兩對引物（引物B和C中都替換了一個(gè)堿基），并按圖2方式依次進(jìn)行4次PCR擴(kuò)增，以得到新的蛋白A基因。

①這是一種定點(diǎn)的_________技術(shù)。

②圖2所示的4次PCR應(yīng)該分別如何選擇圖1中所示的引物？請?zhí)顚懸韵卤砀瘢ㄈ暨x用該引物劃“√”，若不選用該引物則劃“×”）_________。

	引物A	引物B	引物C	引物D
PCR1
PCR2
PCR3
PCR4

（3）研究者進(jìn)一步將含有新蛋白A基因的重組質(zhì)粒、_________和pET質(zhì)粒分別導(dǎo)入大腸桿菌，提取培養(yǎng)液中的蛋白質(zhì)，用_________方法檢測并比較三組受體菌蛋白A的表達(dá)產(chǎn)物，判斷新蛋白A基因表達(dá)效率是否提高。為檢測表達(dá)產(chǎn)物的生物活性，研究者將上述各組表達(dá)產(chǎn)物加入到長滿了植物病菌的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時(shí)間后，比較抑菌圈的大小，以確定表達(dá)產(chǎn)物的____________。

（4）作為微生物農(nóng)藥，使用時(shí)常噴灑蛋白A基因的發(fā)酵產(chǎn)物而不是轉(zhuǎn)蛋白A基因的大腸桿菌，其優(yōu)點(diǎn)是_________。

Answer 1

【答案】限制酶和DNA連接 基因突變

	引物A	引物B	引物C	引物D
PCR1	√	√	×	×
PCR2	×	×	√	√
PCR3	×	×	×	×
PCR4	√	×	×	√

含有蛋白A基因的重組質(zhì)粒 抗原-抗體雜交 生物活性大小 對人、畜、農(nóng)作物和自然環(huán)境安全；不會(huì)造成基因污染；有效成分純度較高

【解析】

基因工程的步驟包括目的基因的獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、把目的基因?qū)�入受體細(xì)胞、目的基因的檢測和鑒定等。

（1）在基因工程中，需要用限制酶分別對蛋白A基因和pET質(zhì)粒進(jìn)行切割，再用DNA連接酶處理獲得得到重組質(zhì)粒。

（2）①根據(jù)題意和圖示分析，經(jīng)過4次PCR技術(shù)后獲得了新的基因，這是一種定點(diǎn)的基因突變技術(shù)。

②根據(jù)每輪循環(huán)獲得的產(chǎn)物可知，PCR1用引物A和B處理，PCR2用引物C和D處理，PCR3不需要用引物處理，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則即可以獲得相應(yīng)的產(chǎn)物；PCR4用引物A和D處理，可以獲得新的蛋白A基因。如圖所示：

	引物A	引物B	引物C	引物D
PCR1	√	√	×	×
PCR2	×	×	√	√
PCR3	×	×	×	×
PCR4	√	×	×	√

（3）將含有新蛋白A基因的重組質(zhì)粒和含有蛋白A基因的重組質(zhì)粒、空質(zhì)粒（pET質(zhì)粒）分別導(dǎo)入大腸桿菌，提取培養(yǎng)液中的蛋白質(zhì)，用抗原-抗體雜交方法檢測并比較三組受體菌蛋白A的表達(dá)產(chǎn)物，判斷新蛋白A基因表達(dá)效率是否提高。將上述各組表達(dá)產(chǎn)物加入到長滿了植物病菌的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時(shí)間后，比較抑菌圈的大小，可以確定表達(dá)產(chǎn)物的生物活性大小。

（4）由于蛋白A基因的發(fā)酵產(chǎn)物對人、畜、農(nóng)作物和自然環(huán)境安全；不會(huì)造成基因污染；有效成分純度較高，故使用時(shí)常噴灑蛋白A基因的發(fā)酵產(chǎn)物而不是轉(zhuǎn)蛋白A基因的大腸桿菌。