Question

回答下列關(guān)于基因工程的問題．
口蹄疫是由口蹄疫病毒引起的一種偶蹄動物傳染病，目前常用接種弱毒疫苗的方法預防．疫苗的主要成分是該病毒的一種結(jié)構(gòu)蛋白VPI．科學家嘗試利用轉(zhuǎn)基因番茄來生產(chǎn)口蹄疫疫苗，過程如圖1所示．圖2表示目的基因與pZHZ1質(zhì)粒構(gòu)建重組質(zhì)粒的過程，E、F、G、H分別為A、B、C、D四種不同限制酶的酶切位點．請據(jù)圖回答．

（1）如圖1所示，口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，則在過程①中，必須用到的酶是

 

；在過程②中，必須用到的酶是

 

．
（2）圖2所示，若限制酶A、B切割出的末端完全不同，那么用這種雙酶切的方法構(gòu)建重組質(zhì)粒的優(yōu)點是

 

．
（3）已知質(zhì)粒pZHZ1的長度為3.7kb，（1kb=1000對堿基）其中EF區(qū)域長度為0.2kb，GE區(qū)域長度為0.8kb，F(xiàn)H區(qū)域長度為0.5kb．現(xiàn)分別用限制酶G、H切割重組質(zhì)粒pZHZ2樣品，結(jié)果被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb兩個片段．據(jù)酶切結(jié)果判斷VPI基因大小為

 

kb，并將目的基因內(nèi)部的酶G、酶H切割位點用相應的字母標注在答案紙的對應位置

 

．
（4）過程⑥的培養(yǎng)基中除了加入各種必需營養(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．
（5）獲得表達VPI蛋白的番茄植株以后，需要進行免疫效力的測定．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)，每半個月注射一次，三次后檢測豚鼠血液內(nèi)產(chǎn)生的

 

的數(shù)量．

Answer 1

考點：基因工程的原理及技術(shù),植物培養(yǎng)的條件及過程

專題：

分析：1、獲得目的基因的方法：①從基因文庫中獲取  ②利用PCR技術(shù)擴增  ③人工合成（化學合成）．原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成．
2、“分子手術(shù)刀”--限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）
（1）來源：主要是從原核生物中分離純化出來的．
（2）功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性．
3、基因表達載體的構(gòu)建目的：使目的基因在受體細胞中穩(wěn)定存在并且可以遺傳給下一代并表達和發(fā)揮作用．基因表達載體的組成：目的基因+啟動子+終止子+標記基因，標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇．

解答： 解：（1）如圖1所示，口蹄疫病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，經(jīng)過過程①逆轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生VPI基因．過程②是構(gòu)建基因表達載體的過程，必須用限制酶切割運載體和目的基因，再用DNA連接酶連接它們，構(gòu)建出基因表達載體．
（2）圖2所示，為了防止目的基因和運載體自身環(huán)化，保證了目的基因和質(zhì)粒的定向連接，用限制酶A、B切割產(chǎn)生不同末端．
（3）根據(jù)圖2中所示，可知質(zhì)粒pZHZ1切割出EF段，在接入VPI基因，形成重組質(zhì)粒pZHZ2．已知重組質(zhì)粒pZHZ2被酶G切割成1.6kb和3.1kb兩個片段，被酶H切割成1.2kb和3.5kb兩個片段，可推知重組質(zhì)粒pZHZ2長度為4.7kb．又因為質(zhì)粒pZHZ1的長度為3.7kb，其中EF區(qū)域長度為0.2kb，可知：pZHZ1-EF+VPI=pZHZ2，即3.7-0.2+VPI=4.7，可得知VPI基因大小為1.2kb．目的基因中酶G、酶H切割位點的對應位置如圖所示
（4）過程⑥是脫分化過程，在培養(yǎng)基中除了加入各種必需營養(yǎng)物質(zhì)和細胞分裂素和生長素等激素．因重組質(zhì)粒上的標記基因是卡那霉素抗性基因，所以在培養(yǎng)基中還需要添加卡那霉素，以便篩選出含有重組質(zhì)粒的葉片小段．
（5）獲得表達VPI蛋白的番茄植株以后，需要進行免疫效力的測定．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)，每半個月注射一次，三次后檢測豚鼠血液內(nèi)產(chǎn)生的VPI抗體的數(shù)量．
故答案為：
（1）逆轉(zhuǎn)錄酶    限制酶、DNA連接酶
（2）防止目的基因和運載體自身環(huán)化，保證了目的基因和質(zhì)粒的定向連接
（3）1.2kb   
（4）細胞分裂素和生長素     卡那霉素
（5）VPI抗體

點評：本題著重考查了基因工程的應用，意在考查考生能理解所學知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系，能用數(shù)學方式準確地描述生物學方面的內(nèi)容、以及數(shù)據(jù)處理能力．