Question

口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種偶蹄動(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(lái)生產(chǎn)口蹄疫疫苗，過(guò)程如圖1所示．請(qǐng)據(jù)圖回答．

（1）口蹄疫病毒的VP1蛋白進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，能引起機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)．VP1蛋白在免疫反應(yīng)中稱(chēng)為

 

．
（2）口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，要獲得VP1基因可用

 

的方法合成DNA，再用限制性?xún)?nèi)切酶將VP1基因片段切下．
（3）如圖2所示，若用兩種識(shí)別切割序列完全不同的限制酶E和F從合成的DNA上切下VPI目的基因，并將之取代質(zhì)粒pZHZ1（3.7kb，1kb=1000對(duì)堿基）上相應(yīng)的E-F區(qū)域 （0.2kb），那么所形成的重組質(zhì)粒pZHZ2

 

．
A．既能被E也能被F切開(kāi)        B．能被E但不能被F切開(kāi)
C．既不能被E也不能被F切開(kāi)    D．能被F但不能被E切開(kāi)
（4）已知在質(zhì)粒pZHZl中，限制酶G切割位點(diǎn)距限制酶E切割位點(diǎn)0.8kb，限制酶H切割位點(diǎn)距限制酶F切割位點(diǎn)O．5kb．若分別用限制酶G和H酶切兩份重組質(zhì)粒pZHZ2樣 品，據(jù)表所列酶切結(jié)果判斷VPI目的基因的大小為

 

kb；并將目的基因內(nèi)部的限制酶G和H切割位點(diǎn)標(biāo)注在圖3中．

G	H
1.6kb	1.2kb
3.1kb	3.5kb

（5）上述目的基因模板鏈中的．TGA序列對(duì)應(yīng)一個(gè)密碼子，翻譯時(shí)識(shí)別該密碼子的tRNA上相應(yīng)的堿基序列是

 

．一般而言，一個(gè)核糖體可同時(shí)容納

 

分子的tRNA．
（6）過(guò)程⑥的培養(yǎng)基中除了加入各種必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和

 

等激素外，還需要添加

 

 篩選出含有重組質(zhì)粒的葉片小段．
（7）獲得表達(dá)VP1蛋白的番茄植株以后，需要進(jìn)行免疫效力的測(cè)定．具體方法是：將轉(zhuǎn)基因番茄葉片提取液注射到豚鼠體內(nèi)，每半個(gè)月注射一次，三次后檢測(cè)豚鼠血液內(nèi)產(chǎn)生的

 

的數(shù)量．為了使結(jié)果可信，應(yīng)設(shè)兩組對(duì)照，分別注射

 

 和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：人體免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用,基因工程的應(yīng)用

專(zhuān)題：

分析：分析圖1：①表示獲取目的基因的過(guò)程；②表示構(gòu)建基因表達(dá)載體；③④表示采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法⑤將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞的過(guò)程；⑤⑥是植物組織培養(yǎng)過(guò)程，其中⑤是脫分化過(guò)程、⑥是再分化過(guò)程；⑦形成完整的植株．
分析圖2：表示基因表達(dá)載體的構(gòu)建過(guò)程．需要限制酶E和F切割質(zhì)粒和含有目的基因的外源DNA分子．
分析表格：限制酶G切割重組質(zhì)粒pZHZ2樣品，結(jié)果被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個(gè)片段，可知重組質(zhì)粒pZHZ2的總長(zhǎng)度為1.6+3.1=4.7kb；單獨(dú)用限制酶G切割后產(chǎn)生1.6kb和3.1kb兩個(gè)片段；用H酶單獨(dú)切后產(chǎn)生1.2kb和3.5kb兩個(gè)片段．

解答： 解：（1）引起機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)的VP1蛋白在免疫反應(yīng)中稱(chēng)為抗原．
（2）口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，可以以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄獲得VPI基因．
（3）用限制酶E和F從合成的DNA上切下VPI目的基因，并將之與質(zhì)粒重組形成重組質(zhì)粒，則重組質(zhì)粒上含有限制酶E和F的識(shí)別序列，所以重組質(zhì)粒pZHZ2既能被E也能被F切開(kāi)．
（4）已知質(zhì)粒pZHZ1的長(zhǎng)度為3.7kb，其中EF區(qū)域長(zhǎng)度為0.2kb，所以切去EF段后的質(zhì)粒長(zhǎng)度為3.7-0.2=3.5kb．現(xiàn)用限制酶G切割重組質(zhì)粒pZHZ2樣品，結(jié)果被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個(gè)片段，可知重組質(zhì)粒pZHZ2的總長(zhǎng)度為1.6+3.1=4.7kb，所以VPI基因長(zhǎng)度為4.7-3.5=1.2kb．重組質(zhì)粒中G的切割位點(diǎn)距E的切割位點(diǎn)0.8kb，單獨(dú)用限制酶G切割后產(chǎn)生1.6kb和3.1kb兩個(gè)片段，說(shuō)明在重組質(zhì)粒中除了圖中標(biāo)示出來(lái)的G酶識(shí)別位點(diǎn)外，還有一個(gè)G酶識(shí)別位點(diǎn)；H酶的酶切位點(diǎn)距F0.5kb，用H酶單獨(dú)切后產(chǎn)生1.2kb和3.5kb兩個(gè)片段，說(shuō)明在重組質(zhì)粒中含有一個(gè)H的酶切位點(diǎn)，根據(jù)題中信息提示“目的基因內(nèi)部的酶G、酶H切割位點(diǎn)標(biāo)注在圖上”，可確定在EF之間分別含有G和H的一個(gè)識(shí)別位點(diǎn)．可斷定G的識(shí)別位點(diǎn)，在距離E點(diǎn)右側(cè)0.8kb處，H的識(shí)別位點(diǎn)在距F左側(cè)0.7kb處，如下圖所示．
（5）目的基因模板鏈中的TGA序列對(duì)應(yīng)的密碼子是ACU，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，識(shí)別該密碼子的tRNA上相應(yīng)的堿基序列是UGA．核糖體與mRNA的結(jié)合部位會(huì)形成2個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，所以一個(gè)核糖體可同時(shí)容納2或3分子的tRNA．（6）過(guò)程⑥表示將受體細(xì)胞培養(yǎng)成植株的過(guò)程，需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，植物組織培養(yǎng)技術(shù)包括脫分化和再分化兩個(gè)重要步驟，決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類(lèi)和比例，特別是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過(guò)程中非常重要．由圖可知，重組質(zhì)粒上含有卡那霉素抗性基因，可用于篩選出含有重組質(zhì)粒的葉片小段，所以培養(yǎng)基中除了加入各種必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等激素外，還需要添加卡那霉素．
（7）VPI基因表達(dá)產(chǎn)生的VPI蛋白注射到豚鼠體內(nèi)，能作為抗原引起小鼠發(fā)生免疫反應(yīng)產(chǎn)生抗體，所以可以通過(guò)檢測(cè)豚鼠血液內(nèi)口蹄疫病毒抗體的數(shù)量來(lái)檢測(cè)疫苗的免疫效力．為了使結(jié)果可信，應(yīng)設(shè)兩組對(duì)照，分別注射未轉(zhuǎn)基因的番茄葉片提取液和弱毒疫苗．
故答案：（1）抗原 
（2）逆轉(zhuǎn)錄
（3）A
（4）1.2
（5）UGA     2或3
（6）生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素       卡那霉素
（7）特異性抗體     未轉(zhuǎn)基因的番茄葉片提取液         弱毒疫苗

點(diǎn)評(píng)：本題考查基因工程、植物細(xì)胞工程和免疫的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；識(shí)圖能力和從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；能用數(shù)學(xué)方式準(zhǔn)確地描述生物學(xué)方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．