Question

【题目】[生物——选修3:现代生物科技专题]

MAP30蛋白是一种能使Ⅰ型核酸核糖体失活的蛋白质，存在于苦瓜果实和种子中。MAP30蛋白具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年来引起人们的广泛关注。

（1）人们已经清楚MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用_______________方法获得MAP30蛋白的基因。再利用PCR技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含：__________、________、____________、________________、扩增缓冲液（含Mg2+)和水等。

（2）科学家将MAP30蛋白的基因与某种病毒的DNA构建基因表达载体，导入南瓜细胞中，在这个过程中，需要使用到的酶是_______________。为了避免出现“目的基因自我环化”、“目的基因在运载体上反向连接”的问题，请提出一种解决该问题的思路：_____________________________。

（3）可用______________技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，用__________技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。

（4）弧菌是克氏原鳌虾养殖中重要的致病菌，大规模爆发会给水产养殖带来巨大的经济损失。科研人员为了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果，用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，绘制弧菌生长曲线如下图：

由图可以得出的结论是___________________________________。

Answer 1

【答案】化学合成4种脱氧(核糖)核苷酸模板DNA引物(对)热稳定DNA聚合酶（Taq酶）限制酶和DNA连接酶分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体植物组织培养抗原—抗体杂交随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500g/mL时，弧菌生长完全被抑制

【解析】

每一种氨基酸都有对应的密码子，根据碱基互补配对原则推测出信使RNA的核苷酸排列顺序，再根据碱基互补配对原则推出DNA的模板链序列，再用碱基互补配对原则就可以写出DNA的另一条链，最终可通过化学方法合成基因。PCR技术扩增DNA需要的条件有：①DNA模板；②引物；③四种脱氧核苷酸；④DNA聚合酶；⑤稳定的缓冲溶液环境等。基因表达载体构建过程中，需要限制酶和DNA连接酶，限制酶用于获取目的基因和将质粒切割开，DNA连接酶的作用是将目的基因与质粒连接形成重组质粒；构建基因表达载体时，用两种不同的限制性内切酶识别并切割的序列是不同的，构建重组质粒时可有效防止目的基因和运载体自身环化，保证了目的基因和质粒的定向连接。检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达属于翻译水平的检测，可采用抗原-抗体杂交技术。

（1）已知MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用化学合成方法获得MAP30蛋白的基因。利用PCR技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含4种脱氧核糖核苷酸、 模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、扩增缓冲液（含Mg2+)和水等。

（2）构建基因表达载体需要使用到的酶是限制酶和DNA连接酶；为了避免出现“目的基因自我环化”、“目的基因在运载体上反向连接”的问题，可分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体。

（3）可用植物组织培养技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，可通过抗原-抗体杂交技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。

（4）用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，根据图中曲线显示，随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500g/mL时，弧菌生长完全被抑制。