Question

【题目】将动物致病菌的抗原基因导入马铃薯制成植物疫苗，饲喂转基因马铃薯可使动物获得免疫力。以下是与植物疫苗制备过程相关的图和表。请根据以下图表回答下列问题。

限制酶	Alu	EcoRI	PstI	SmaI
切割位点	AG↓CT	G↓AATTC	CTGCA↓G	CCC↓GGG
	TC↑GA	CTTAA↑G	G↑ACGTC	GGG↑CCC

(1)一个图1中所示的质粒S经EcoRI和SmaI切割后，形成的片段最多含有______个游离的磷酸基团。若对图1中的质粒S进行改造，插入的SmaI酶切位点越多，则质粒的热稳定性越______。

(2)在采用常规PCR方法扩增目的基因的过程中，使用的DNA聚合酶不同于一般生物体内的DNA聚合酶，其最主要的特点是__________________________。

(3)PCR过程中设计一对与含有抗原基因DNA片段两端序列互补配对的引物(引物1和引物2称为引物对)，为方便构建重组质粒，在引物中需要增加适当的______位点。设计引物时需要避免引物之间形成__________而造成引物1与引物2相结合。

(4)重组质粒T(基因表达载体)的组成有：目的基因、启动子、___________、___________、复制原点，启动子的作用是____________。外源基因进入马铃薯细胞内并且维持稳定和表达的过程称为_______________。

(5)对符合设计要求的重组质粒T进行酶切，假设所用的酶均可将识别位点完全切开，根据图1中标示的酶切位点和表2所列的识别序列，如果采用EcoRⅠ、AluⅠ和PstⅠ酶切，会得到_________种DNA片段。

(6)抗原基因能否在马铃薯体内稳定维持和表达的关键是_____________，这需要通过检测才能知道，检测采用的方法是____________________________。

Answer 1

【答案】4 大 耐高温 限制酶识别 碱基互补配对 终止子 标记基因 RNA聚合酶识别和结合的部位驱动转录开始 转化 2 马铃薯DNA上是否插入目的基因 DNA分子杂交技术

【解析】

PCR技术是在体外对DNA进行扩增，所用的DNA聚合酶与体内DNA聚合酶不同，是耐高温的DNA聚合酶，过程为变性使DNA分子两条链鈖旋开来，复性是让引物与DNA解旋开来的单链互补配对，延伸是在DNA聚合酶的作用在引物引导下合成子代DNA分子，耐高温的DNA分子中通常含有G与C碱基比例大，因为它们之间形成三个氢键，而A与T之间只有两个氢键。

（1）质粒是双链的环状DNA分子，质粒S经EcoRI和SmaI切割后，最多形成4个游离的磷酸基团。DNA分子中，C与G之间有三个氢键，A与T之间有两个氢键，所以C与G含量越多，DNA分子的热稳定性越高．由表中信息可知，SmaⅠ的识别序列为CCCGGG，酶切位点在C与G之间，因此插入的SmaⅠ酶切位点越多，质粒的热稳定性将越高。

（2）PCR方法扩增目的基因的过程中，需要进行高温解链过程，因此使用的DNA聚合酶最主要的特点是要具有耐高温的特性。

（3）在重组质粒的构建过程中，可在引物中适当增加限制酶识别位点，这样更有利于重组质粒的构建。设计引物时需要避免引物之间碱基互补配对。

（4）重组质粒的组成包括目的基因、启动子、终止子、标记基因和复制原点，其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位并驱动转录开始。外源基因进入马铃薯细胞内并且维持稳定和表达的过程称为转化。

（5）EcoRⅠ酶和AluⅠ酶切割抗原DNA片段产生了X、Y两个片段，EcoRI酶和SmaI酶切割质粒产生了M、N两个片段，且M、N片段之间存在PstⅠ酶切点，因此采用EcoRⅠ、AluⅠ和PstⅠ酶切，保留了PstⅠ的切割位点，因此可以得到2种DNA分子。

（6）目的基因能在受体细胞稳定维持和表达的关键是马铃薯DNA上是否插入目的基因，这可以通过DNA分子杂交技术进行检测。