备课素材：探针的种类和功能-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

探针的种类和功能 先看一道试题： 常见的探针有核酸探针和蛋白质探针。两种探针结构和功能均不相同，故而应用在不同的检测中。而两种探针的制备过程中所应用的技术也不相同。请回答下列问题。 Ⅰ、蛋白质探针的制备。 (1)蛋白质探针常用 技术来制备。该技术的基本流程是将 注射给实验动物，获取的脾细胞与骨髓瘤细胞融合后，用HAT培养基筛选培养对象。该筛选过程得到的杂交瘤细胞是产生 的杂交瘤细胞，接下来要经过 检测来获得产生特定蛋白的杂交瘤细胞。最终将纯化得到的特定蛋白结合上荧光或放射性标记，即为蛋白质探针。 (2)上述HAT培养基是 （填“液体”或“固体”）培养基。融合成杂交瘤细胞后再检测寻找产生特定目标蛋白的杂交瘤细胞，而不直接在脾细胞中寻找产生特定蛋白的B淋巴细胞的原因是 。 Ⅱ、不对称PCR是利用不等量的一对引物来产生大量单链DNA（ssDNA）的方法。该方法制备的ssDNA结合上荧光或放射性标记，即为核酸探针。 (3)不对称PCR中加入的一对引物中含量较少的被称为限制性引物，含量较多的被称为非限制性引物。两者的比例通常为1:100。PCR反应的最初的若干次循环中，其扩增产物主要是双链DNA（dsDNA），但当限制性引物消耗完后，就会产生大量的ssDNA。据下图可知，最后大量获得的ssDNA是图中的 （填“甲”或“乙”）链。 (4)若反应最初有a个模板DNA分子，最初的6次循环扩增产生dsDNA，后10个循环均只扩增ssDNA，则需要限制性引物 个。 请绘制这16个循环中ssDNA的分子数量随循环次数的变化图 。（说明：纵轴的刻度请自行标注。） 【答案】(1)  单克隆抗体  特定的抗原  抗体    抗体 (2) 液体  液体 B淋巴细胞不能分裂，不具备克隆化的能力，培养产生的抗体浓度低，不足以检测 (3)甲 (4) （27-2）a  前6次，为0，后十次为2n-1个 【分析】动物免疫的原因：B淋巴细胞要经过免疫过程，即接触抗原，增殖分化为有特异性免疫功能的B淋巴细胞，才能产生相应的抗体，所以，与骨髓瘤细胞融合的B淋巴细胞实际上是浆细胞。 【解析】（1）蛋白质探针常用单克隆抗体技术制备； 单克隆抗体技术的流程是将特定的抗原注射给实验动物，获取的脾细胞与骨髓瘤细胞融合后，用HAT培养基筛选培养对象。 该筛选过程得到的杂交瘤细胞是产生抗体的杂交瘤细胞； 接下来要进行抗体检测检测来获得产生特定蛋白的杂交瘤细胞。最终将纯化得到的特定蛋白结合上荧光或放射性标记，即为蛋白质探针。 （2）HAT培养基是液体培养基； 获得能分泌所需单克隆抗体的杂交瘤细胞至少需要两次筛选，第一次筛选出杂交瘤细胞，第二次筛选出能产生特定抗体的杂交瘤细胞。在 HAT培养基上存活的细胞为杂交瘤细胞，特点是既能迅速大量繁殖，又能产生专一抗体。液体 B淋巴细胞不能分裂，不具备克隆化的能力，培养产生的抗体浓度低，不足以检测，所以不直接在脾细胞中寻找产生特定蛋白的B淋巴细胞。 （3）由图可知非限制性引物与乙链配对，最后大量获得的ssDNA是图中的甲链。 （4）假设反应体系中原来有a个模板DNA，最初6个循环扩增产生双链 DNA，后10个循环均只扩增一条链，若只有一条模板链，则6次循环后，产生DNA数量为26，每条DNA为两条链，故6次循环后的数量为26+1，所用引物需减去模板链的数量，则a个模板DNA扩增个循环后限制性引物数量=(27-2)a个。 绘制这16个循环中ssDNA的分子数量随循环次数的变化图：前6次，为0，后十次为2n-1个 此题涉及到核酸探针和蛋白质探针。 那么，什么是核酸探针和蛋白质探针？ 探针可以分为核酸探针和蛋白质探针。核酸探针的种类有多种，如DNA探针、cDNA探针、RNA探针和寡核苷酸探针等，前述三种探针均是可克隆的，一般情况下，只要有克隆的探针，就不用寡核苷酸探针。 合成的寡核苷酸探针具有以下特点：第一，由于链短，其序列复杂度低，分子量小，所以和等量靶位点完全杂交的时间比克隆探针短。第二，寡核苷酸探针可识别靶序列内一个碱基的变化，因为短探针中碱基错配能大幅度降低杂交体的Tm值。第三，一次可大量合成寡核苷酸探针，使得这种探针价格低廉，与克隆探针一样，寡核苷酸探针能够用酶学或化学方法修饰以进行非放射性标记物的标记。最常用的寡核苷酸探针长18-40个碱基，目前的合成可有效地合成至少50个碱基的探针。 蛋白质探针又叫抗体探针，能和与之相对应的抗原蛋白发生