Question

【题目】非洲猪瘟是由非洲猪瘟病毒感染家猪和各种野猪引起的一种急性、出血性、烈性传染病。科学家研究发现，非洲猪瘟的病毒是一种双链DNA病毒，病毒表面的A蛋白为主要抗原。研制预防非洲猪瘟病毒疫苗简要的操作流程如下：

（1）科学家研制疫苗的理论依据是______________________

（2）要获得大量的A基因，通常采用PCR技术进行扩增，前提是要有一段已知的A基因核苷酸序列，原因是_______________________。在操作步骤中需要加热至90~95℃的目的是_______________________。

（3）步骤②所构建的基因表达载体中必需有标记基因，其作用是________________。为检测受体细胞是否合成A蛋白，可以采用__________________的方法。

（4）若要高效地获得A蛋白，通常选用大肠杆菌作为受体细胞。因为大肠杆菌具有___________________（答出两点即可）等优点。在导入基因表达载体时常用____________处理大肠杆菌。

Answer 1

【答案】不同生物的基因的基本单位和双螺旋结构相同，一切生物共用一套遗传密码 PCR需要合成特定的引物，根据已知核苷酸序列来设计并合成引物 使DNA双链变性成为单链 鉴别和筛选含有目的基因的细胞 抗原-抗体杂交 繁殖速度快；易培养；生成成本低等 CaCl2溶液

【解析】

PCR技术的反应流程：在高温下（如95℃），作为模板的双链DNA解旋成单链DNA；反应体系温度降低时（如55℃），引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合；反应体系温度回升时（如72℃），DNA聚合酶以目的基因为模板，将4种脱氧核糖核苷酸逐个按照碱基互补配对原则连接在引物之后，使合成的新链延伸，形成互补的DNA双链。如此进行多个循环，可以有选择地大量扩增需要的DNA片段。

（1）由题图可知，研制预防非洲猪瘟病毒疫苗过程为：将编码A蛋白的基因与载体构建成A基因表达载体，并将A基因表达载体导入受体细胞内，让其在受体细胞中表达，产生A蛋白。该过程依据的理论依据是不同生物的基因的基本单位和双螺旋结构相同，一切生物共用一套遗传密码。

（2）PCR技术需要引物、模板、Taq酶和四种游离的脱氧核苷酸。采用PCR技术进行扩增获得大量的A基因的前提是A基因核苷酸序列是已知，原因是PCR技术需要引物，根据已知核苷酸序列才能设计并合成引物。在操作步骤中需要加热至90~95℃的目的是使作为模板的双链DNA解旋成单链DNA。

（3）为了鉴别和筛选含有目的基因的细胞，步骤②所构建的基因表达载体中必需有标记基因。为检测受体细胞是否合成A蛋白，可以用相应的抗体进行抗原一抗体杂交，若有杂交带出现，表明受体细胞成功合成A蛋白。

（4）在工程菌的培育过程中选择大肠杆菌作为受体细胞是因为大肠杆菌具有易培养、繁殖速度快、成成本低等优点。在导入基因表达载体时常用Ca2+处理大肠杆菌，使大肠杆菌细胞处于感受态。然后将重组表达载体DNA分子溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收DNA分子，完成转化过程。