Question

【題目】口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種動(dòng)物傳染病,目前常用接種弱毒疫苗的方法預(yù)防。疫苗的主要成分是該病毒的一種結(jié)構(gòu)蛋白VP1。科學(xué)家嘗試?yán)�用轉(zhuǎn)基因番茄來生產(chǎn)口蹄疫疫苗。請(qǐng)回答下列問題:

（1）口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA,則獲得可重組到質(zhì)粒的VP1基因必須用到__________酶。要獲得大量該VP1基因,可利用__________技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。

（2）如圖是VP1基因、農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒結(jié)構(gòu)示意圖,若用以構(gòu)建具有VP1基因的基因表達(dá)載體,還需要在質(zhì)粒中插入__________。

（3）VP1基因應(yīng)插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的__________上,通過__________作用進(jìn)入番茄細(xì)胞并插入到染色體DNA,使VP1基因能夠穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用。

（4）通常用BamHⅠ、HindⅢ兩種限制酶切割VP1基因和H質(zhì)粒的目的是__________;要篩選出含有該目的基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌,首先需要在含__________的培養(yǎng)基上進(jìn)行。

（5）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)染色體DNA上插入VP1基因的某些番茄細(xì)胞死亡了,導(dǎo)致這些轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞死亡的最可能原因是__________。

（6）將成功轉(zhuǎn)入VP1基因的受體細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng),獲得轉(zhuǎn)基因植株。若要快速繁殖大量這種轉(zhuǎn)基因種苗,應(yīng)選取幼枝的__________部位進(jìn)行組織培養(yǎng)。

（7）獲得表達(dá)VP1蛋白的番茄植株以后,要進(jìn)行免疫效力的測(cè)定,具體方法是:將從轉(zhuǎn)基因番茄葉片中提取的VP1蛋白質(zhì)注射到一定數(shù)量的豚鼠體內(nèi),每半個(gè)月注射一次,三次注射后檢測(cè)豚鼠血液中產(chǎn)生的__________數(shù)量,為了使結(jié)果可信,應(yīng)設(shè)置空白對(duì)照組,注射__________。

Answer 1

【答案】 逆轉(zhuǎn)錄 PCR 啟動(dòng)子 T-DNA 轉(zhuǎn)化 防止VP1基因、Ti質(zhì)粒的自身環(huán)化 卡那霉素 VP1基因的插入可能破壞了生命活動(dòng)必需的某些基因，導(dǎo)致細(xì)胞死亡 形成層(芽尖） VP1蛋白的抗體 等量生理鹽水

【解析】本題以科研成果為背景考查基因工程和細(xì)胞工程以及特異性免疫的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)記能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過比較、分析等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋，做出合理的判斷．

（1）口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，以RNA為模板在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄可獲得VPI基因；PCR技術(shù)可在體外大量擴(kuò)增目的基因；

（2）構(gòu)建具有VP1基因的基因表達(dá)載體還需要在質(zhì)粒中插入啟動(dòng)子，啟動(dòng)子是RNA聚合酶的結(jié)合位點(diǎn)，能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過程．

（3）VP1基因應(yīng)插入到農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒的T-DNA上，通過轉(zhuǎn)化作用進(jìn)入番茄細(xì)胞并插入到染色體DNA上，使VP1基因能夠穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用。

（4）用限制酶BamHⅠ、HindⅢ切割出的末端完全不同，這樣可以防止目的基因、運(yùn)載體自身環(huán)化，也能防止目的基因和運(yùn)載體反向連接，即可以保證目的基因和質(zhì)粒的定向連接。由于普通農(nóng)桿菌中不含標(biāo)記基因，只有導(dǎo)入重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌中含卡那霉素抗性基因，所以在培養(yǎng)基中添加卡那霉素可篩選出含有該目的基因表達(dá)載體的農(nóng)桿菌。

（5）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)染色體DNA上插入VP1基因的某些番茄細(xì)胞死亡了，導(dǎo)致這些轉(zhuǎn)基因番茄細(xì)胞死亡的最可能原因是VP1基因的插入可能破壞了生命活動(dòng)必需的某些基因，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

（6）若要快速繁殖這種轉(zhuǎn)基因種苗，可用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，應(yīng)選取細(xì)胞分裂旺盛的幼枝的形成層（芽尖）部位作為組織培養(yǎng)材料。

（7）VP1蛋白質(zhì)作為抗原注射到小鼠體內(nèi)，可引起小鼠產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的抗體，其結(jié)果可通過檢測(cè)豚鼠血液中產(chǎn)生的VP1蛋白的抗體數(shù)量來確定；為了使結(jié)果可信，應(yīng)設(shè)置注射生理鹽水的空白對(duì)照組。

[點(diǎn)睛]：本題解題關(guān)鍵是：1.識(shí)記基因工程的原理、操作工具及操作步驟；理清農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法的過程及原理；2. 識(shí)記植物組織培養(yǎng)的原理及選材；3.正確分析題圖，理解基因表達(dá)載體的構(gòu)建過程，聯(lián)系教材相關(guān)知識(shí)，再結(jié)合所學(xué)的知識(shí)準(zhǔn)確答題．