题目内容

【题目】萝卜的蛋白A具有广泛的抗植物病菌作用,而且对人体没有影响。我国科学家欲获得高效表达蛋白A的转基因大肠杆菌作为微生物农药,做了相关研究。

1)研究者用_________酶处理蛋白A基因和pET质粒,得到重组质粒,再将重组质粒置于感受态大肠杆菌细胞悬液中,获得转基因大肠杆菌。

2)检测发现,转入的蛋白A基因在大肠杆菌细胞中表达效率很低,研究者推测不同生物对密码子具有不同的偏好,因而设计了与蛋白A基因结合的两对引物(引物BC中都替换了一个碱基),并按图2方式依次进行4PCR扩增,以得到新的蛋白A基因。

①这是一种定点的_________技术。

②图2所示的4PCR应该分别如何选择图1中所示的引物?请填写以下表格(若选用该引物划“”,若不选用该引物则划“×”)_________

引物A

引物B

引物C

引物D

PCR1

PCR2

PCR3

PCR4

3)研究者进一步将含有新蛋白A基因的重组质粒、_________pET质粒分别导入大肠杆菌,提取培养液中的蛋白质,用_________方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物,判断新蛋白A基因表达效率是否提高。为检测表达产物的生物活性,研究者将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上,培养一段时间后,比较抑菌圈的大小,以确定表达产物的____________

4)作为微生物农药,使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌,其优点是_________

【答案】限制酶和DNA连接 基因突变

引物A

引物B

引物C

引物D

PCR1

×

×

PCR2

×

×

PCR3

×

×

×

×

PCR4

×

×

含有蛋白A基因的重组质粒 抗原-抗体杂交 生物活性大小 对人、畜、农作物和自然环境安全;不会造成基因污染;有效成分纯度较高

【解析】

基因工程的步骤包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、把目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定等。

1)在基因工程中,需要用限制酶分别对蛋白A基因和pET质粒进行切割,再用DNA连接酶处理获得得到重组质粒。

2)①根据题意和图示分析,经过4PCR技术后获得了新的基因,这是一种定点的基因突变技术。

②根据每轮循环获得的产物可知,PCR1用引物AB处理,PCR2用引物CD处理,PCR3不需要用引物处理,根据碱基互补配对原则即可以获得相应的产物;PCR4用引物AD处理,可以获得新的蛋白A基因。如图所示:

引物A

引物B

引物C

引物D

PCR1

×

×

PCR2

×

×

PCR3

×

×

×

×

PCR4

×

×

3)将含有新蛋白A基因的重组质粒和含有蛋白A基因的重组质粒、空质粒(pET质粒)分别导入大肠杆菌,提取培养液中的蛋白质,用抗原-抗体杂交方法检测并比较三组受体菌蛋白A的表达产物,判断新蛋白A基因表达效率是否提高。将上述各组表达产物加入到长满了植物病菌的培养基上,培养一段时间后,比较抑菌圈的大小,可以确定表达产物的生物活性大小。

4)由于蛋白A基因的发酵产物对人、畜、农作物和自然环境安全;不会造成基因污染;有效成分纯度较高,故使用时常喷洒蛋白A基因的发酵产物而不是转蛋白A基因的大肠杆菌。

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