Question

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）研究者用相同的________酶处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒，再将重组质粒置于经________处理的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B和C中都替换了一个碱基），并按图2方式依次进行4次PCR扩增，以得到新的蛋白A基因。

①这是利用PCR技术实现了定点的________。

②图2所示的4次PCR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基因的重组质粒和________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________的大小，以确定表达产物的生物活性大小。

（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________________。

Answer

限制酶和DNA连接 CaCl2 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、空质粒（pET质粒） 抗原-抗体杂交 抑菌圈 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】

本题主要考查基因工程、PCR技术等相关知识。PCR技术扩增目的基因原理：DNA双链复制；过程：第一步：加热至90～95℃DNA解链；第二步：冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。

（1）在基因工程中，利用相同的限制酶和DNA连接酶处理蛋白A基因和pET质粒，得到重组质粒；大肠杆菌作为受体细胞，需要用氯化钙处理，以便重组质粒的导入。
（2）①根据题意和图示分析，经过4次PCR技术后获得了新的基因，这是一种定点的基因突变技术。
②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B和C中都替换了一个碱基），DNA子链从5'端向3'端延伸，因此4次PCR应该分别选择如图所示的引物：如下表所示。

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。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，可以确定表达产物的生物活性大小。
（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，是因为蛋白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。