Question

【題目】2020年4月12日，由軍事科學院陳薇院士團隊牽頭研發的創新型重組疫苗產品——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。腺病毒也會引起人類呼吸系統等不適，但只要不是免疫缺陷者，一般不會導致嚴重后果，可以被當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到類似接種牛痘病毒預防天花的效果。

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技術體外擴增，PCR技術的原理是___________，需經過變性→_______→延伸→重復過程，其中子鏈延伸需要引物，引物會與________結合，此處應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需要的一種工具酶是___________，與限制性核酸內切酶相比，它對所重組的DNA兩端堿基序列_____（填“有”或“無”）專一性要求。

（3）病毒基因表達依賴啟動子，它是__________片段，位于基因的首端，是________識別和結合的部位，有了它才能驅動基因轉錄出mRNA。

Answer 1

【答案】DNA雙鏈復制 復性 單鏈相應互補序列 A、D DNA連接酶 無 一段特殊結構的DNA RNA聚合酶

【解析】

PCR一般要經歷三十多次循環，每次循環可分為變性、復性、延伸三步。在循環之前，常需要進行一次預變性，以便增加大分子模板DNA徹底變性的概率。

PCR過程為:

變性，當溫度上升到90 ℃以上時，氫鍵斷裂，雙鏈DNA解旋為單鏈。

復性，當溫度降低到50℃左右是，兩種引物通過堿基互補配對與兩條單鏈DNA結合。

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，根據堿基互補配對原則合成新的DNA鏈。

基因表達載體的構建：是基因工程的核心步驟，基因表達載體包括目的基因、啟動子、終止子和標記基因等；啟動子是一段有特殊結構的DNA片段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的位點；終止子相當于一盞紅色信號燈，使轉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技術體外擴增，PCR技術是根據DNA雙鏈復制的原理在體外完成的，需經過變性→復性→延伸→重復過程，其中子鏈延伸需要引物，引物會與單鏈相應互補序列通過氫鍵結合，根據DNA的結構特點，再結合DNA復制方向只在引物的3’端開始延伸的特點可推測，此處應該選用的引物種類是A、D，這樣就能通過PCR技術獲得引物之間的DNA序列。

（2）構建新冠病毒S蛋白基因的表達載體時，需要用的DNA連接酶，該酶與限制性核酸內切酶相比，對要實現重組的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）病毒基因表達依賴啟動子，它是位于基因首端的一段特殊結構的DNA片段，RNA聚合酶能識別并結合在該部位，而后驅動基因轉錄出mRNA。