Question

[生物——选修3:现代生物科技专题]

MAP30蛋白是一种能使Ⅰ型核酸核糖体失活的蛋白质，存在于苦瓜果实和种子中。MAP30蛋白具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗艾滋病的功能，近年来引起人们的广泛关注。

（1）人们已经清楚MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用_______________方法获得MAP30蛋白的基因。再利用PCR技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含：__________、________、____________、________________、扩增缓冲液（含Mg²⁺)和水等。

（2）科学家将MAP30蛋白的基因与某种病毒的DNA构建基因表达载体，导入南瓜细胞中，在这个过程中，需要使用到的酶是_______________。为了避免出现“目的基因自我环化”、“目的基因在运载体上反向连接”的问题，请提出一种解决该问题的思路：_____________________________。

（3）可用______________技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，用__________技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。

（4）弧菌是克氏原鳌虾养殖中重要的致病菌，大规模爆发会给水产养殖带来巨大的经济损失。科研人员为了研究MAP30蛋白抗弧菌的效果，用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，绘制弧菌生长曲线如下图：

由图可以得出的结论是___________________________________。

Answer

化学合成 4种脱氧(核糖)核苷酸 模板DNA 引物(对) 热稳定DNA聚合酶（Taq酶） 限制酶和DNA连接酶 分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体 植物组织培养 抗原—抗体杂交 随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500g/mL时，弧菌生长完全被抑制

【解析】

每一种氨基酸都有对应的密码子，根据碱基互补配对原则推测出信使RNA的核苷酸排列顺序，再根据碱基互补配对原则推出DNA的模板链序列，再用碱基互补配对原则就可以写出DNA的另一条链，最终可通过化学方法合成基因。PCR技术扩增DNA需要的条件有：①DNA模板；②引物；③四种脱氧核苷酸；④DNA聚合酶；⑤稳定的缓冲溶液环境等。基因表达载体构建过程中，需要限制酶和DNA连接酶，限制酶用于获取目的基因和将质粒切割开，DNA连接酶的作用是将目的基因与质粒连接形成重组质粒；构建基因表达载体时，用两种不同的限制性内切酶识别并切割的序列是不同的，构建重组质粒时可有效防止目的基因和运载体自身环化，保证了目的基因和质粒的定向连接。检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达属于翻译水平的检测，可采用抗原-抗体杂交技术。

（1）已知MAP30蛋白的氨基酸序列，可以用化学合成方法获得MAP30蛋白的基因。利用PCR技术扩增该基因，PCR反应体系的主要成分应该包含4种脱氧核糖核苷酸、 模板DNA、引物、热稳定DNA聚合酶、扩增缓冲液（含Mg2+)和水等。

（2）构建基因表达载体需要使用到的酶是限制酶和DNA连接酶；为了避免出现“目的基因自我环化”、“目的基因在运载体上反向连接”的问题，可分别使用两种限制酶去剪切目的基因和运载体。

（3）可用植物组织培养技术得到愈伤组织大规模生产MAP30蛋白，可通过抗原-抗体杂交技术检测MAP30的基因是否在南瓜果实中成功表达。

（4）用含不同浓度MAP30蛋白培养液培养弧菌，根据图中曲线显示，随着MAP30蛋白浓度的升高，MAP30蛋白对弧菌生长的抑制作用增强；当MAP30蛋白浓度达到或高于500g/mL时，弧菌生长完全被抑制。