Question

【題目】[生物——選修3:現(xiàn)代生物科技專題]

MAP30蛋白是一種能使Ⅰ型核酸核糖體失活的蛋白質(zhì)，存在于苦瓜果實(shí)和種子中。MAP30蛋白具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年來引起人們的廣泛關(guān)注。

（1）人們已經(jīng)清楚MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用_______________方法獲得MAP30蛋白的基因。再利用PCR技術(shù)擴(kuò)增該基因，PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)該包含：__________、________、____________、________________、擴(kuò)增緩沖液（含Mg2+)和水等。

（2）科學(xué)家將MAP30蛋白的基因與某種病毒的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體，導(dǎo)入南瓜細(xì)胞中，在這個(gè)過程中，需要使用到的酶是_______________。為了避免出現(xiàn)“目的基因自我環(huán)化”、“目的基因在運(yùn)載體上反向連接”的問題，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N解決該問題的思路：_____________________________。

（3）可用______________技術(shù)得到愈傷組織大規(guī)模生產(chǎn)MAP30蛋白，用__________技術(shù)檢測(cè)MAP30的基因是否在南瓜果實(shí)中成功表達(dá)。

（4）弧菌是克氏原鰲蝦養(yǎng)殖中重要的致病菌，大規(guī)模爆發(fā)會(huì)給水產(chǎn)養(yǎng)殖帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失�？蒲腥藛T為了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果，用含不同濃度MAP30蛋白培養(yǎng)液培養(yǎng)弧菌，繪制弧菌生長(zhǎng)曲線如下圖：

由圖可以得出的結(jié)論是___________________________________。

Answer 1

【答案】化學(xué)合成4種脫氧(核糖)核苷酸模板DNA引物(對(duì))熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）限制酶和DNA連接酶分別使用兩種限制酶去剪切目的基因和運(yùn)載體植物組織培養(yǎng)抗原—抗體雜交隨著MAP30蛋白濃度的升高，MAP30蛋白對(duì)弧菌生長(zhǎng)的抑制作用增強(qiáng)；當(dāng)MAP30蛋白濃度達(dá)到或高于500g/mL時(shí)，弧菌生長(zhǎng)完全被抑制

【解析】

每一種氨基酸都有對(duì)應(yīng)的密碼子，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推測(cè)出信使RNA的核苷酸排列順序，再根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則推出DNA的模板鏈序列，再用堿基互補(bǔ)配對(duì)原則就可以寫出DNA的另一條鏈，最終可通過化學(xué)方法合成基因。PCR技術(shù)擴(kuò)增DNA需要的條件有：①DNA模板；②引物；③四種脫氧核苷酸；④DNA聚合酶；⑤穩(wěn)定的緩沖溶液環(huán)境等。基因表達(dá)載體構(gòu)建過程中，需要限制酶和DNA連接酶，限制酶用于獲取目的基因和將質(zhì)粒切割開，DNA連接酶的作用是將目的基因與質(zhì)粒連接形成重組質(zhì)粒；構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，用兩種不同的限制性內(nèi)切酶識(shí)別并切割的序列是不同的，構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)可有效防止目的基因和運(yùn)載體自身環(huán)化，保證了目的基因和質(zhì)粒的定向連接。檢測(cè)MAP30的基因是否在南瓜果實(shí)中成功表達(dá)屬于翻譯水平的檢測(cè)，可采用抗原-抗體雜交技術(shù)。

（1）已知MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用化學(xué)合成方法獲得MAP30蛋白的基因。利用PCR技術(shù)擴(kuò)增該基因，PCR反應(yīng)體系的主要成分應(yīng)該包含4種脫氧核糖核苷酸、 模板DNA、引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、擴(kuò)增緩沖液（含Mg2+)和水等。

（2）構(gòu)建基因表達(dá)載體需要使用到的酶是限制酶和DNA連接酶；為了避免出現(xiàn)“目的基因自我環(huán)化”、“目的基因在運(yùn)載體上反向連接”的問題，可分別使用兩種限制酶去剪切目的基因和運(yùn)載體。

（3）可用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到愈傷組織大規(guī)模生產(chǎn)MAP30蛋白，可通過抗原-抗體雜交技術(shù)檢測(cè)MAP30的基因是否在南瓜果實(shí)中成功表達(dá)。

（4）用含不同濃度MAP30蛋白培養(yǎng)液培養(yǎng)弧菌，根據(jù)圖中曲線顯示，隨著MAP30蛋白濃度的升高，MAP30蛋白對(duì)弧菌生長(zhǎng)的抑制作用增強(qiáng)；當(dāng)MAP30蛋白濃度達(dá)到或高于500g/mL時(shí)，弧菌生長(zhǎng)完全被抑制。