Question

人類是乙型肝炎病毒的唯一宿主，現(xiàn)有的肝硬化、肝癌多從乙肝發(fā)展而來，接種乙肝疫苗是預防乙肝病毒感染的最有效方法．乙型肝炎疫苗的研制先后經歷了血源性疫苗和基因工程疫苗階段．
（1）血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速離心提純血液中的乙肝病毒，之后再滅活，制成乙肝疫苗．乙肝病毒結構中的

 

成分是激發(fā)免疫反應的抗原．
乙肝工程疫苗的生產和使用過程如圖1：

（1）從圖可知，該目的基因的具體功能是

 

．
（2）若要迅速獲取大量的目的基因，以提高重組質粒生產的效率，常用的技術是（寫全稱）

 

．
過程①合成重組質粒需要限制酶，還需要

 

酶．
（3）用基因工程疫苗接種比血源性疫苗更安全，試從疫苗的結構特點解釋原因：

 

．
（4）目的基因在人體細胞和大腸桿菌細胞中均能表達出相同的抗原，這是因為

 

原因所致．
    形成有效的重組質粒，選擇適當?shù)南拗菩詢惹忻负苤匾�．圖2示意大腸桿菌質粒的相關基因與限制酶切點；圖3示意有關限制酶在DNA分子中的具體切點．
（5）要成功轉入目的基因，有兩種選擇限制酶的方案，它們分別是

 

或

 

．其中有一組方案重組效率較高，其原因是

 

．
（6）用上述兩種方案酶切大腸桿菌質粒與目的基因，再一并加入相關合成酶．一段時間后，最多可以獲得

 

種含完整四環(huán)素抗性基因的質粒．
（7）寫出篩選、獲取含有目的基因大腸桿菌的培養(yǎng)和鑒別方法：

 

．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術

專題：

分析：分析：此題對比傳統(tǒng)獲得疫苗和通過基因工程獲得疫苗的過程方法后重點強調了基因工程獲得疫苗優(yōu)點．圖1表示的是通過基因工程獲得疫苗和產生相應抗體的過程圖，圖2和圖3表示進行重組質粒時對于限制酶的選取，是個難點．

解答： 解：：（1）這一問主要考察疫苗的本質，即滅活的抗原．乙肝病毒結構包括核酸和蛋白質外殼，在作為疫苗時能與相應抗體特異性結合的是其產生的蛋白質外殼，即蛋白質外殼是激發(fā)免疫的抗原；
（1）根據圖中④目的基因最終產生乙肝病毒外殼進行接種，說明該目的基因具體功能是指導合成乙肝病毒蛋白；
（2）本題較為簡單但學生卻容易忽略而出錯，記不清楚PCR全稱為多聚酶鏈式反應；而重組質粒時需要切割質粒和鏈接目的基因與質粒，所以需要限制酶和DNA連接酶；
（3）本題主要考察滅活特點，滅活主要是破壞核酸結構，使其不具有活性．血源性“乙型肝炎疫苗”是取用乙肝病毒感染者的血液，用高速離心提純血液中的乙肝病毒，之后再滅活，在滅活核酸的時候可能有些乙肝病毒還具有活性，會導致乙肝病毒在接種者體內繁殖患�。�
（4）本題主要考察遺傳密碼的特性，所有生物共用一套遺傳密碼子，共有64個密碼子，所以目的基因在人細胞和大腸桿菌中才能產生相同抗原；
（5）本題主要考察限制酶切割后形成黏性末端的特點，這是疑難點，BamHⅠ在獲取目的基因和切割質粒時使目的基因和質粒兩端產生相同的黏性末端，而在連接酶作用會出現(xiàn)自身環(huán)化、目的基因自身與自身連接、質粒自身與自身連接、目的基因與質粒連接多種情況，需要篩選；用兩種限制酶切割，質粒和目的基因兩端不會形成相同黏性末端，在連接酶作用下不會發(fā)生環(huán)化還可以防止反向連接，最終在連接酶作用下只會出現(xiàn)目的基因與質粒成功重組和沒有進行重組的質粒．
（6）本題考查在獲得重組質粒時不會切割四環(huán)素抗性基因，由圖二知BamHⅠ可切割破壞四環(huán)素抗性基因，所以第五題出現(xiàn)能保持四環(huán)素抗性基因完整的應該是用HindⅢ和EcoRⅠ進行切割質粒，所以最終會出現(xiàn)成功重組的質粒和沒有進行重組的質粒保持四環(huán)素抗性基因完整，根據題干要成功轉入目的基因，則只能是重組質粒，為一種．
（7）本題主要考察篩選含目的基因受體細胞方法，依據原理是根據重組質粒上的抗性基因做抗性接種試驗，觀察受體細胞是否能夠存活，存活的則含有重組質粒，即含有目的基因．
故答案為：
（1）蛋白質外殼；
（1）指導合成乙肝病毒外殼；
（2）多聚酶鏈式反應技術       DNA連接酶；
（3）血源性疫苗需滅活破壞其核酸結構，滅活不成功則會導致接種者患乙肝，而基因工程不需；
（4）所有生物共用一套遺傳密碼；
（5）BamHⅠ或HindⅢ和EcoRⅠ原因：第二組限制酶效率高，第一組只用一種限制酶會導致目的基因和質粒兩端產生的黏性末端相同，在進行重組質粒時會出現(xiàn)質粒與質粒相連、質粒與目的基因相連、目的基因與目的基因相連，目的基因自身環(huán)化，質粒自身環(huán)化五種結果，需要篩選而比較麻煩；用兩種酶切割兩端產生的黏性末端不一致，可避免第一組出現(xiàn)的情況；
（6）1；
（7）將大腸桿菌轉移到含有卡那霉素培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，能夠生存的則是含目的基因的大腸桿菌

點評：本題有一些難度，主要考察學生對于遺傳密碼特點的理解應用，對于抗原本質的認識，難點在于對一種限制酶切割后再連接所出現(xiàn)情況的推理，這需要能夠徹底理解限制酶切割后產生末端的特點，對于知識的應用方面加深了，很好的考察了學生理解能力和思維能力．