Question

【題目】非洲豬瘟是由非洲豬瘟病毒感染家豬和各種野豬引起的一種急性、出血性、烈性傳染病。科學家研究發現，非洲豬瘟的病毒是一種雙鏈DNA病毒，病毒表面的A蛋白為主要抗原。研制預防非洲豬瘟病毒疫苗簡要的操作流程如下：

（1）科學家研制疫苗的理論依據是______________________

（2）要獲得大量的A基因，通常采用PCR技術進行擴增，前提是要有一段已知的A基因核苷酸序列，原因是_______________________。在操作步驟中需要加熱至90~95℃的目的是_______________________。

（3）步驟②所構建的基因表達載體中必需有標記基因，其作用是________________。為檢測受體細胞是否合成A蛋白，可以采用__________________的方法。

（4）若要高效地獲得A蛋白，通常選用大腸桿菌作為受體細胞。因為大腸桿菌具有___________________（答出兩點即可）等優點。在導入基因表達載體時常用____________處理大腸桿菌。

Answer 1

【答案】不同生物的基因的基本單位和雙螺旋結構相同，一切生物共用一套遺傳密碼 PCR需要合成特定的引物，根據已知核苷酸序列來設計并合成引物 使DNA雙鏈變性成為單鏈 鑒別和篩選含有目的基因的細胞 抗原-抗體雜交 繁殖速度快；易培養；生成成本低等 CaCl2溶液

【解析】

PCR技術的反應流程：在高溫下（如95℃），作為模板的雙鏈DNA解旋成單鏈DNA；反應體系溫度降低時（如55℃），引物與模板的單鏈DNA的特定互補部位相配對和結合；反應體系溫度回升時（如72℃），DNA聚合酶以目的基因為模板，將4種脫氧核糖核苷酸逐個按照堿基互補配對原則連接在引物之后，使合成的新鏈延伸，形成互補的DNA雙鏈。如此進行多個循環，可以有選擇地大量擴增需要的DNA片段。

（1）由題圖可知，研制預防非洲豬瘟病毒疫苗過程為：將編碼A蛋白的基因與載體構建成A基因表達載體，并將A基因表達載體導入受體細胞內，讓其在受體細胞中表達，產生A蛋白。該過程依據的理論依據是不同生物的基因的基本單位和雙螺旋結構相同，一切生物共用一套遺傳密碼。

（2）PCR技術需要引物、模板、Taq酶和四種游離的脫氧核苷酸。采用PCR技術進行擴增獲得大量的A基因的前提是A基因核苷酸序列是已知，原因是PCR技術需要引物，根據已知核苷酸序列才能設計并合成引物。在操作步驟中需要加熱至90~95℃的目的是使作為模板的雙鏈DNA解旋成單鏈DNA。

（3）為了鑒別和篩選含有目的基因的細胞，步驟②所構建的基因表達載體中必需有標記基因。為檢測受體細胞是否合成A蛋白，可以用相應的抗體進行抗原一抗體雜交，若有雜交帶出現，表明受體細胞成功合成A蛋白。

（4）在工程菌的培育過程中選擇大腸桿菌作為受體細胞是因為大腸桿菌具有易培養、繁殖速度快、成成本低等優點。在導入基因表達載體時常用Ca2+處理大腸桿菌，使大腸桿菌細胞處于感受態。然后將重組表達載體DNA分子溶于緩沖液中與感受態細胞混合，在一定的溫度下促進感受態細胞吸收DNA分子，完成轉化過程。